金属-玻璃封接工艺制造技术

本发明专利技术公开了金属‑玻璃封接工艺，该金属‑玻璃封接工艺包括如下步骤：步骤1，取分散剂，升温至100~105℃熔融，保温条件下缓慢加入封接玻璃粉，搅拌分散均匀，逐渐冷却凝固，得到小颗粒混合物；其中，所述分散剂包括精白蜡；步骤2，取步骤1得到的小颗粒混合物，压制成目标尺寸的玻璃毛坯；步骤3，取步骤2得到的玻璃毛坯，进行排蜡处理，得到绝缘玻璃；步骤4，取铁钴镍合金，压成目标尺寸的金属上盖和金属导柱，依次经抛光除油和刻蚀处理；步骤5，将金属上盖、绝缘玻璃和金属导柱组合固定，在氮气保护下进行烧结处理，具有提高密封性的效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多极管制造技术，特别涉及金属-玻璃封接工艺。
技术介绍
光收发一体模块，可用于交换机中完成电信号与光信号的转换，其是光通信中重要组成部分。多极管，包括二极管、三极管和四级管。激光多极管是目前光收发一体模块的重要组成之一，其包括单异质结(SH)、双异质结(DH)和量子阱(QW)激光多极管。量子阱激光多极管具有阈值电流低、输出功率高的优点，是目前市场应用的主流产品。目前，常用封装底座来与激光多极管配合使用。图1为现有的封装底座。参照图1，封装底座包括设有金属上盖1、绝缘玻璃2和一端插设在金属上盖1上的金属导柱3，金属导柱3和金属上盖1之间通过绝缘玻璃2密封。绝缘玻璃2和金属上盖1、金属导柱3的密封性影响电信号与光信号的转换，因此研发出一种能提高密封性的金属-玻璃封接工艺具有一定的生产应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种金属-玻璃封接工艺，其解决了密封性差的问题，具有提高密封性的效果。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种金属-玻璃封接工艺，包括如下步骤：步骤1，取分散剂，升温至100～105℃熔融，保温条件下缓慢加入封接玻璃粉，搅拌分散均匀，逐渐冷却凝固，得到小颗粒混合物；其中，所述分散剂包括精白蜡；步骤2，取步骤1得到的小颗粒混合物，压制成目标尺寸的玻璃毛坯；步骤3，取步骤2得到的玻璃毛坯，进行排蜡处理，得到绝缘玻璃；其中，所述排蜡处理的温度曲线为：以4.5～5℃/min的速率匀速升温至585～600℃→于585～600℃下保温14～17min→以50～55℃/min的速率匀速降温至55～60℃；步骤4，取铁钴镍合金，压成目标尺寸的金属上盖和金属导柱，分别依次经抛光除油和刻蚀处理；步骤5，将金属上盖、绝缘玻璃和金属导柱组合固定，在氮气保护下进行烧结处理；其中，所述烧结处理的温度曲线为：以65～75℃/min的速率匀速升温至570～580℃→以8～11℃/min的速率匀速升温至846～852℃→于846～852℃下保温14～18min→以20～25℃/min的速率匀速降温至495～510℃→以3～4.5℃/min的速率匀速降温至250～260℃→以55～70℃/min的速率匀速降温至20～30℃。进一步优选为：步骤5中所述烧结处理时，所述金属上盖、绝缘玻璃和金属导柱组合固定在由石墨制成的模具中。进一步优选为：按质量计，步骤1中所述分散剂和封接玻璃粉的用量比为1∶8～11；所述封接玻璃粉包括市售玻璃粉，所述市售玻璃粉DM305、DM308或DM320中的一种或多种。进一步优选为：所述封接玻璃粉还包括额外添加的Al2O3；且按质量计，封接玻璃粉中额外添加的Al2O3和市售玻璃粉的用量比为1∶15～20。进一步优选为：所述分散剂还包括环烷油；且按质量计，分散剂中的精白蜡和环烷油的用量比为50～100∶1；步骤1中所述小颗粒混合物的尺寸为10～50目。进一步优选为：所述步骤4中，抛光除油的步骤为：第一次预清洗→第一次抛光→第二次预清洗→第二次抛光→第三次预清洗→第四次预清洗→水洗。进一步优选为：所述第一次预清洗、第二次预清洗和第三次预清洗均采用水溶性表面活性剂的水溶液进行清洗，所述选用水溶性表面活性剂；所述第四次预清采用PEOM-B-PPON-B-PEOM的水溶液进行清洗，其中m和n均为正整数且3n＞m＞1.5n＞45。进一步优选为：所述步骤4中，刻蚀所用的刻蚀液包括35～45wt％的HCl、2～5wt％的H3PO4和0.05～0.2wt％的CH3COONa。进一步优选为：所述刻蚀液还包括0.05～0.1wt％的阴离子聚丙烯酰胺。进一步优选为：所述刻蚀液还包括0.1～0.5wt％的乙酸乙酯。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：经本申请的金属-玻璃封接工艺处理得到的密封底座气密性均达10-11级，且其在85℃老化168h后的气密性检测均达10-10级，气密性得到了较大提高；经平行试验验证，本申请的金属-玻璃封接工艺处理得到的密封底座气密性一致性评价好，适用于高精密光电仪器的生产化；研究发现，将本申请的所有优选方案结合后的金属-玻璃封接工艺为最佳方案，其气密性均达10-12级，且其在85℃老化168h后的气密性检测均达10-11级；经大生产化后，成品率高达99％以上。附图说明图1是现有的封装底座的立体结构示意图。图中，1、金属上盖；2、绝缘玻璃；3、金属导柱。具体实施方式本具体实施例仅仅是对本专利技术的解释，其并不是对本专利技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本专利技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。实施例1-3：一种金属-玻璃封接工艺，包括如下步骤：步骤1，取分散剂，升温至100～105℃熔融，保温条件下缓慢加入封接玻璃粉，搅拌分散均匀，逐渐冷却凝固，得到尺寸为10～50目的小颗粒混合物；步骤2，取步骤1得到的小颗粒混合物，压制成目标尺寸的玻璃毛坯；步骤3，取步骤2得到的玻璃毛坯，进行排蜡处理，得到绝缘玻璃；其中，所述排蜡处理的温度曲线为：以4.5～5℃/min的速率匀速升温至585～600℃→于585～600℃下保温14～17min→以50～55℃/min的速率匀速降温至55～60℃；步骤4，取铁钴镍合金(即可伐合金)，压成目标尺寸的金属上盖和金属导柱，分别依次经抛光除油和刻蚀处理；其中，抛光除油的步骤为：用水溶性表面活性剂的水溶液进行第一次预清洗→氮吹干表面溶剂后进行第一次抛光→用水溶性表面活性剂的水溶液进行第二次预清洗→氮吹干表面溶剂后进行第二次抛光→用浓度为水溶性表面活性剂的水溶液进行第三次预清洗→用PEOm-b-PPOn-b-PEOm的水溶液进行第四次预清洗→水洗，氮吹干表面溶剂待用；刻蚀处理的步骤：取待刻蚀组件，于其外表面上涂覆光刻胶，并将光刻胶图形化；置于刻蚀液中进行湿法刻蚀处理，之后将待刻蚀组件置于水中，往内通入氨气对其进行中和至pH＝6.5～7.0，之后多次水洗至pH＝7.0，氮吹干；刻蚀过程在氮气保护下进行；制备过程中所用的水为经金属螯合、脱气处理的去离子水，所有试剂和待刻蚀组件在使用前均经氮吹处理；步骤5，将金属上盖、绝缘玻璃和金属导柱组合固定在由石墨制成的模具中，在氮气保护下进行烧结处理；其中，所述烧结处理的温度曲线为：以65～75℃/min的速率匀速升温至570～580℃→以8～11℃/min的速率匀速升温至846～852℃→于846～852℃下保温14～18min→以20～25℃/min的速率匀速降温至495～510℃→以3～4.5℃/min的速率匀速降温至250～260℃→以55～70℃/min的速率匀速降温至20～30℃；实施例1-3的原料及试剂信息如表1所示。表1实施例1-3的原料及试剂信息实施例4：一种金属-玻璃封接工艺，与实施例1的不同之处在于，分散剂由100wt％的精白蜡组成。实施例5：一种金属-玻璃封接工艺，与实施例1的不同之处在于，封接玻璃粉由100wt％的DM308构成。实施例6：一种金属-玻璃封接工艺，与实施例1的不同之处在于，待刻蚀组件的抛光除油的步骤为：浓度为0.1～1wt％的十二烷基苯磺酸钠水溶液进行预清洗→吹干表面溶剂后进行抛光→本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属‑玻璃封接工艺，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，取分散剂，升温至100~105℃熔融，保温条件下缓慢加入封接玻璃粉，搅拌分散均匀，逐渐冷却凝固，得到小颗粒混合物；其中，所述分散剂包括精白蜡；步骤2，取步骤1得到的小颗粒混合物，压制成目标尺寸的玻璃毛坯；步骤3，取步骤2得到的玻璃毛坯，进行排蜡处理，得到绝缘玻璃；其中，所述排蜡处理的温度曲线为：以4.5~5℃/min 的速率匀速升温至585~600℃→于585~600℃下保温14~17min→以50~55℃/min的速率匀速降温至55~60℃；步骤4，取铁钴镍合金，压成目标尺寸的金属上盖和金属导柱，分别依次经抛光除油和刻蚀处理；步骤5，将金属上盖、绝缘玻璃和金属导柱组合固定，在氮气保护下进行烧结处理；其中，所述烧结处理的温度曲线为：以65~75℃/min 的速率匀速升温至570~580℃→以8~11℃/min 的速率匀速升温至846~852℃→于846~852℃下保温14~18min→以20~25℃/min的速率匀速降温至495~510℃→以3~4.5℃/min的速率匀速降温至250~260℃→以55~70℃/min的速率匀速降温至20~30℃。...

【技术特征摘要】
1.一种金属-玻璃封接工艺，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，取分散剂，升温至100~105℃熔融，保温条件下缓慢加入封接玻璃粉，搅拌分散均匀，逐渐冷却凝固，得到小颗粒混合物；其中，所述分散剂包括精白蜡；步骤2，取步骤1得到的小颗粒混合物，压制成目标尺寸的玻璃毛坯；步骤3，取步骤2得到的玻璃毛坯，进行排蜡处理，得到绝缘玻璃；其中，所述排蜡处理的温度曲线为：以4.5~5℃/min 的速率匀速升温至585~600℃→于585~600℃下保温14~17min→以50~55℃/min的速率匀速降温至55~60℃；步骤4，取铁钴镍合金，压成目标尺寸的金属上盖和金属导柱，分别依次经抛光除油和刻蚀处理；步骤5，将金属上盖、绝缘玻璃和金属导柱组合固定，在氮气保护下进行烧结处理；其中，所述烧结处理的温度曲线为：以65~75℃/min 的速率匀速升温至570~580℃→以8~11℃/min 的速率匀速升温至846~852℃→于846~852℃下保温14~18min→以20~25℃/min的速率匀速降温至495~510℃→以3~4.5℃/min的速率匀速降温至250~260℃→以55~70℃/min的速率匀速降温至20~30℃。2.根据权利要求1所述的金属-玻璃封接工艺，其特征在于，步骤5中所述烧结处理时，所述金属上盖、绝缘玻璃和金属导柱组合固定在由石墨制成的模具中。3.根据权利要求1所述的金属-玻璃封接工艺，其特征在于，按质量计，步骤1中所述分散剂和封接玻璃粉的用量比为1：8~11；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：戈岩，程小强，
申请(专利权)人：杭州华锦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33