[发明专利]气密端子及气密端子的制造方法

说明书

提高气密端子中的封接部的气密可靠性。提供一种气密端子及气密端子的制造方法，在进行气密密封的金属件的所期望的表面具有利用了颗粒的机械表面处理痕。气密端子具备：金属外环，所述金属外环至少具有一个贯通孔；引线，所述引线挿通于该金属外环的贯通孔；以及绝缘材料，所述绝缘材料封接金属外环和引线，其中在由引线及金属外环构成的金属件中的所期望的金属件的预定表面具有利用了颗粒的机械表面处理痕。

技术领域

本发明涉及一种气密端子。

背景技术

气密端子是将引线用绝缘材料气封装接到金属外环(也称为小孔或者孔眼)的挿通孔而获得的部件，用于向收容在气密容器内的电气设备或元件供给电流、或从电气设备或元件向外部导出信号的情况。特别是，将金属外环和引线用绝缘玻璃封接的GTMS(Glass-to-Metal-Seal，玻璃到金属封接)类型气密端子大致分为匹配封装型和压缩封装型两种。对于确保所述气密端子中气密封装的高可靠性，重要的是适当地选择外环及引线的金属材料和绝缘玻璃的热膨胀系数。用于封装的绝缘玻璃由金属外环和引线的原材料、所需要的温度分布及其热膨胀系数决定。在匹配封装的情况下，选择封装原材料，以使金属材料和绝缘玻璃的热膨胀系数尽可能一致。另一方面，在压缩封装的情况下，有意地选择不同热膨胀系数的金属材料和绝缘玻璃的材料，以使金属外环压缩绝缘玻璃和引线。

为确保上述气密端子具有高气密可靠性和电绝缘性，在匹配封装型气密端子中，金属外环和引线材料使用在宽温度范围内热膨胀系数与玻璃材料一致的科瓦铁镍钴合金(Fe54％、Ni28％、Co18％)，使用由硼硅玻璃制成的绝缘玻璃封接两者，而在压缩封装型气密端子中，使用由碳钢或不锈钢等钢制成的金属外环及铁镍合金(Fe50％、Ni50％)或铁铬合金(Fe72％、Cr28％)等铁合金的引线材料，使用由钠钡玻璃制成的绝缘玻璃封接两者，以便在使用温度范围内对玻璃施加同心圆状的压缩应力。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开WO2019/116598号公报。

在现有技术中，在气密端子的封接面上实施特定金属的镀敷被膜或特定金属氧化物被膜，利用这些金属材料和绝缘材料的化学结合来确保绝缘密封部的润湿和紧贴性。在形成所述被膜时不可避免地伴有镀覆工序、蚀刻工序、热处理工序等，因此也存在未必能说生产性肯定高效的情况，但现状是没有有效的代替方法，只能完全依赖于这些方法。然而，气密端子的用途广泛且多样化，诸如各种传感器、继电器、存储装置，材料构成和所需要的特性也越来越复杂化。另外，采用在现有技术中并未作为气密端子材料来使用的材料的机会也增加了。这种新型材料并不一定适合形成气密密封。此外，将材质和热特性不同的引线和金属外环通过绝缘材料来有效地气密密封，并生产可靠性高的气密端子并不容易。在这种情况下，如果能够相对简单地改善或制备构成气密端子的金属材料和绝缘材料的润湿和紧贴性，则会方便。

例如，用于冰箱压缩机的气密端子中的一种气密端子，具备低碳钢制金属外环、挿通于该金属外环的贯通孔的铁铬合金制引线、以及封接金属外环和引线的钠玻璃制绝缘材料，其中在该引线和金属外环的表面实施了镀镍。因为该气密端子需要对与制冷剂一起配置在耐压容器内的电动机供电，所以采用耐压性优异的压缩封装型气密端子，金属外环多为利用铁系合金，而由于铁制外环易生锈，因此需要对封接后的气密端子实施镍的后加工镀覆。因此，有一种称为先镀覆法的制造方法，该方法是预先对铁铬合金制引线实施镀镍，并将其封接到铁制外环后，对金属外环和引线实施化学镀镍的后加工。

在先镀覆法中，对封接前的铁铬合金引线实施镀镍，在封接炉中，将该镀镍引线用绝缘材料的玻璃封接到金属外环。然后，用玻璃封接了引线之后的气密端子被在引线和金属外环的金属表面实施化学镀镍磷的后加工镀覆，完成气密端子。先镀覆法的优点是：由于在通过高温封接炉之前，预先在引线的整个表面实施镀镍，故铬合金表面的氧化膜比较少，可以不使用强蚀刻剂。另一方面，先镀覆法的缺点是：由于引线的封接面是由与玻璃的紧贴性差的镀镍层构成，所以封接后镀层与玻璃的界面容易剥离。因此，在现有技术中并不容易将其应用于暴露在高压中的气密端子，诸如冰箱的压缩机。