[发明专利]基于人造视网膜植入器件的三氧化二铝陶瓷基片与Ti环的钎焊封接方法

摘要

基于人造视网膜植入器件的三氧化二铝陶瓷基片与金属Ti环钎焊封接方法，它属于焊接技术领域，具体涉及基于人造视网膜植入器件的Al₂O₃陶瓷基片与金属Ti环钎焊封接方法。本发明的目的是要解决现有真空钎焊时实现Al₂O₃陶瓷与金属Ti环连接采用TiNi钎料，会对人体产生损伤，且焊接温度较高的问题。封接方法：一、制备钎料片；二、清洗得到清洗后金属Ti环、清洗后Al₂O₃陶瓷片和清洗后Au‑Si钎料；三、Al₂O₃陶瓷表面金属化；四、金属Ti环表面金属化；五、封接，即完成人造视网膜植入器件的Al₂O₃陶瓷基片与金属Ti环钎焊封接。本发明主要用于人造视网膜植入器件的Al₂O₃陶瓷基片与金属Ti环钎焊封接。

主权项

1.基于人造视网膜植入器件的Al2O3陶瓷基片与金属Ti环钎焊封接方法，其特征在于它是按以下步骤完成的：一、制备钎料片：按照金属Ti环尺寸，将Au‑Si钎料片冲制成与金属Ti环相匹配的Au‑Si钎料环；二、试样清洗：将金属Ti环、Al2O3陶瓷片和Au‑Si钎料环分别置于丙酮溶液中，在温度为25～35℃的条件下超声清洗7min～12min，依次得到清洗后金属Ti环、清洗后Al2O3陶瓷片和清洗后Au‑Si钎料；三、Al2O3陶瓷表面金属化：①、将清洗后Al2O3陶瓷片固定放置于物理气相沉积设备的试样台上，关闭真空腔，启动真空系统，将真空度抽到≤1×10‑5Pa的条件下，同时将真空炉腔预热到350～400℃，充入氩气，调节其流量为150sccm～220sccm，同时将脉冲电压设置为‑850V～‑950V，在温度为350～400℃、真空度为≤1×10‑5Pa、氩气气体流量为150sccm～220sccm和脉冲电压为‑850V～‑950V条件下氩离子清洗10min～15min，得到氩离子清洗后Al2O3陶瓷片；②、氩离子清洗后，用引弧针在Ti靶表面引弧，并继续在温度为350～400℃、真空度为≤1×10‑5Pa、氩气气体流量为150sccm～220sccm和脉冲电压为‑850V～‑950V条件下利用Ti离子再次清洗，清洗时间为10min～15min，得到Ti离子清洗后Al2O3陶瓷片；③、Ti离子清洗结束后，调节氩气的气体流量，使压强保持为0.5×10‑1Pa～1.5×10‑1Pa，将Ti离子清洗后Al2O3陶瓷片置于溅射靶前，Ti离子清洗后Al2O3陶瓷片与溅射靶的距离为8cm～12cm，在温度为350～400℃、压强为0.5×10‑1Pa～1.5×10‑1Pa、氩气气氛和4kV～5kV的负高压下，在60min～120min内，在Ti离子清洗后Al2O3陶瓷片表面沉积厚度为0.2μm～1μm的金属Ti层，得到沉积Ti层Al2O3陶瓷片；④、转换靶材，保持压强为0.5×10‑1Pa～1.5×10‑1Pa，在温度为350～400℃、氩气气氛和4kV～5kV的负高压下，在60min～120min内，在沉积Ti层Al2O3陶瓷片的金属Ti层之上沉积一层厚度为2μm～4μm的金属Mo层，得到沉积Mo层/Ti层Al2O3陶瓷片；⑤、再次转换靶材，继续保持压强为0.5×10‑1Pa～1.5×10‑1Pa，在温度为350～400℃、氩气气氛和4kV～5kV的负高压下，在30min～60min内，在沉积Mo层/Ti层Al2O3陶瓷片的金属Mo层之上沉积一层厚度为0.1μm～0.5μm的Au层，沉积结束后，关闭电源和氩气开关，待真空腔的温度降至80～120℃时，关闭真空系统，充入过滤后的洁净空气至开门，取样，得到金属化后Al2O3陶瓷片；四、金属Ti环表面金属化：①、将清洗后金属Ti环固定放置于物理气相沉积设备的试样台上，关闭真空炉腔，启动真空系统，将真空度抽到≤1×10‑5Pa的条件下，同时将真空炉腔预热到350～400℃，充入氩气，调节其流量为150～220sccm，同时将脉冲电压设置为‑850～‑950V，在温度为350～400℃、真空度为≤1×10‑5Pa、氩气气体流量为150sccm～220sccm和脉冲电压为‑850V～‑950V条件下氩离子清洗10min～15min，得到氩离子清洗后金属Ti环；②、氩离子清洗结束后，调节氩气的流量，使得压强保持为0.5×10‑1Pa～1.5×10‑1Pa，将氩离子清洗后金属Ti环置于溅射靶前，氩离子清洗后金属Ti环与溅射靶的距离为8cm～12cm，在温度为350～400℃、压强为0.5×10‑1Pa～1.5×10‑1Pa、氩气气氛和4kV～5kV的负高压下，在60min～120min内，在氩离子清洗后金属Ti环表面沉积厚度为2μm～4μm的金属Mo层，得到沉积Mo层金属Ti环；③、转换靶材，保持压强为0.5×10‑1Pa～1.5×10‑1Pa，在温度为350～400℃、氩气气氛和4kV～5kV的负高压下，在30min～60min内，在沉积Mo层金属Ti环的金属Mo层之上沉积一层厚度为0.1μm～0.5μm的Au层，得到沉积Au层/Mo层金属Ti环，沉积结束后，关闭电源和氩气开关，待真空腔的温度降至80～120℃时，关闭真空系统，充入过滤后的洁净空气至开门，取样，得到金属化后金属Ti环；五、封接：将清洗后Au‑Si钎料置于金属化后Al2O3陶瓷片和金属化后金属Ti环之间，组成待焊装焊件，将待焊装焊件放置在真空钎焊炉中，当真空度达到1.50×10‑5Pa～2.50×10‑5Pa之后，在加热速度为8℃/min～12℃/min下加热至温度为390～420℃，并在温度为390～420℃下保温3min～5min，再控制冷却速度为5℃/min～10℃/min冷却至温度为80～120℃，然后随炉冷却至室温，即完成人造视网膜植入器件的Al2O3陶瓷基片与金属Ti环钎焊封接。