[发明专利]电子元器件用陶瓷金属封装外壳及陶瓷材料的制备方法

说明书

本发明涉及电子元器件气密性封装领域，具体涉及一种电子元器件用陶瓷金属封装外壳及陶瓷材料的制备方法。包括底板、焊接在底板上的绝缘片和设置在绝缘片四周并焊接在底板上的可伐环框，其特征在于，可伐环框连接引线的一侧设置窗口，窗口内设置陶瓷板，陶瓷板上开设与引线数量相适配的通孔，若干根引线分别穿过通孔进入封装外壳内部；陶瓷板为改性氮化铝陶瓷板。本发明采用陶瓷板的结构代替原有陶瓷珠绝缘子，陶瓷板加工简单，可实现自动化操作。改性的氮化铝陶瓷兼顾了高导热和高热膨胀系数，可提高封装外壳的安全性能。

技术领域

本发明涉及电子元器件封装领域，具体地说是涉及一种电子元器件用陶瓷金属封装外壳及陶瓷材料的制备方法。

背景技术

随着电子元器件集成化、小型化、高可靠的要求，常采用裸芯片进行气密封装，并兼顾高电压、大电流和高的散热能力。常规的工业级产品采用塑封封装，产品等级低，只能满足水密要求，气密等高可靠的封装外壳逐渐采用玻璃或陶瓷封装。对于大电流的铜引线外壳只能采用陶瓷封装的方式，目前常采用氧化铝陶瓷珠内外金属化进行焊接引线，陶瓷珠导热能力低，这样的封装使得产品存在气密性一致性差、产品价格高、导热差等等低可靠性问题。并且，设置在陶瓷封装中的绝缘片一般采用氧化铍绝缘片，但氧化铍粉体有毒，生产和使用过程中会带来中毒风险。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明的目的之一在于提供一种电子元器件用陶瓷金属封装外壳。

本发明采用的技术方案为：一种电子元器件用陶瓷金属封装外壳，包括底板、焊接在底板上的绝缘片和设置在绝缘片四周并焊接在底板上的可伐环框，所述可伐环框连接引线的一侧设置开放窗口，所述窗口内设置陶瓷板，所述陶瓷板上开设与引线数量相适配的通孔，若干根引线分别穿过所述通孔进入所述封装外壳内部；所述陶瓷板为改性氮化铝陶瓷板。

优选的，所述陶瓷板嵌入所述窗口，且所述陶瓷板与所述窗口贴合处使用纯银或银铜焊料钎焊密封。

优选的，所述陶瓷板的表面设置有金属化区域，所述通孔内壁为非金属化区域；所述通孔与引线间使用可伐过渡环密封；所述可伐过渡环设置在陶瓷板的外表面侧。

优选的，所述绝缘片为改性氮化铝陶瓷绝缘片。

优选的，所述改性氮化铝陶瓷包括质量比1:0.2:(0.03-0.07)的氮化铝、氧化镁和烧结助剂，所述烧结助剂为CaO、Y2O3、CaF₂中任意两种按质量比1：1混合得到。

本发明的目的之二在于提供一种上述陶瓷封装外壳使用的改性氮化铝陶瓷的制备方法，该方法包括以下步骤：

S1.按质量比1:0.2:(0.03-0.07)称取氮化铝粉体：氧化镁粉体：烧结助剂，并混合均匀；

S2.将称取的粉末放入球磨机中，加入溶剂和分散剂，在球磨机中进行一次球磨，一次球磨时间为16-24h；再加入粘接剂和增塑剂进行二次球磨，二次球磨时间20-26h，得到浆料；

S3.对浆料进行真空除泡，用流延机对除泡后浆料进行流延成型，得到流延胚体；

S4.流延胚体在惰性气体中进行脱脂，脱脂温度为400-500℃；

S5.将脱脂后的流延胚体放入烧结炉中，氮气氛围下，1500-1600℃保温2-6h。

优选的，所述氮化铝粉体氧含量0.5-1.5wt％，D50为0.5-2μm；所述氧化镁粉体D50为0.5-2μm。

优选的，所述溶剂由乙醇、异丙醇和丁酮按照质量比1:1:2混合制得，所述分散剂为油酸、三油酸甘油酯、鱼油、丙烯酸树脂中的一种或多种。

优选的，所述增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯DMP和/或邻苯二甲酸丁苄BBP；所述粘接剂为聚碳酸亚丙树脂。