陶瓷与金属的钎焊结构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种陶瓷与金属的钎焊结构，包括：待焊陶瓷，其呈圆盘状，且具有经表面研磨及金属化处理的钎焊面；金属钎料，其呈环形薄片状，金属钎料的外直径小于待焊陶瓷的外直径，并布置在钎焊面上；以及待焊金属，其呈环状，并设置于金属钎料上，待焊金属具有与待焊陶瓷相等的外直径，环状的待焊金属具有沿着内径方向延伸的环状突起，环状突起的内径小于金属钎料的内径。由此，能够提供一种使用较脆的钎料进行钎焊的钎焊结构。

【技术实现步骤摘要】
陶瓷与金属的钎焊结构
本技术特别涉及一种陶瓷与金属的钎焊结构。
技术介绍
现有微型器件中，实现金属与陶瓷的互联除了传统的钎焊技术还有很多新焊接技术，比如扩散焊、摩擦焊、热压焊等。然而这些新的焊接技术的可靠性，都无法与传统的钎焊技术相比。因此高可靠性要求的行业(比如：航天、军工、医疗等)仍然采用传统的钎焊的方法。现有的焊接技术，钎焊时焊接的难度与焊接的面积直接相关，焊接面积越小，难度则越低。对于现有的微型器件中的钎焊结构，如图1所示，钎焊结构包括陶瓷、钎料和金属。整个钎焊结构垂直摆放；然后将钎料加工为细丝，缠绕在陶瓷四周，或将钎料加工为细环，摆放到陶瓷四周；然后加热，使温度高于钎料熔点，在重力的作用下，钎料溶解，向下流淌，完成钎焊过程。但是，该钎焊技术存在几个问题，例如整个钎焊结构外形比陶瓷外形大很多，非常不利于小型化；在圆片形状的陶瓷外面缠绕钎料细丝，效率低下；如果陶瓷片较厚，那么钎料要加工得又长又薄，目前的加工方法很难做到，即使可以做到，成本也会非常高；另外，如果钎料较脆，非常容易破损或折断，那么将无法加工为细丝或者筒状。目前的焊接结构无法满足要求。
技术实现思路
本技术有鉴于上述现有技术的状况而完成，其目的在于提供一种能够使用较脆的钎料进行钎焊的钎焊结构。为此，本技术提供了一种陶瓷与金属的钎焊结构，其特征在于，包括：待焊陶瓷，其呈圆盘状，所述待焊陶瓷具有经表面研磨及金属化处理的钎焊面；金属钎料，其呈环形薄片状，所述金属钎料的外直径小于所述待焊陶瓷的外直径，并布置在所述钎焊面上；以及待焊金属，其呈环状，并设置于所述金属钎料上，所述待焊金属具有与所述待焊陶瓷相等的外直径，环状的所述待焊金属具有沿着内径方向延伸的环状突起，所述环状突起的内径小于所述金属钎料的内径，所述待焊金属经过表面处理，且所述待焊金属一体成型，其中，所述金属钎料设置在所述待焊陶瓷与所述待焊金属之间。在本技术中，陶瓷与金属的钎焊结构包括了具有经表面研磨及金属化处理的钎焊面的待焊陶瓷，布置于钎焊面上的薄片状的金属钎料，设置于金属钎料上的待焊金属，并且钎焊结构水平叠放而形成。在该钎焊结构中，金属钎料设置在待焊陶瓷与待焊金属之间。在钎焊过程中，钎焊结构水平叠放，且分别对待焊陶瓷和待焊金属施加压力，然后按规定的温度曲线对金属钎料进行加热，在温度曲线中，将金属钎料快速加热至熔融，并保持预定时间的熔融状态，使金属钎料与待焊陶瓷之间的界面形成为焊接面，并进行退火和固化。在这种情况下，能够在水平方向上进行平面钎焊，通过处理待焊金属与待焊陶瓷表面能够增加待焊金属与待焊陶瓷的润湿性，通过对待焊陶瓷和待焊金属施加的压力能够控制钎缝宽度及其边缘的一致性并且能够在钎焊时固定钎焊结构，而且能够通过钎焊时快速升温并保持短暂的熔融状态后立马降温来控制金属钎料的流淌。因此，能够使用较脆的钎料在水平方向上进行平面钎焊。另外，在本技术所涉及的钎焊结构中，所述金属化处理可以仅限于在所述钎焊面的边缘位置进行。在这种情况下，能够在待焊陶瓷的边缘位置上形成中间金属层。另外，在本技术所涉及的钎焊结构中，可选地，所述边缘位置形成有环状的中间金属层，所述中间金属层具有与所述待焊金属相等的环宽。由此，能够有利于待焊陶瓷与待焊金属的钎焊。另外，在本技术所涉及的钎焊结构中，所述金属钎料可以布置于所述边缘位置上。在这种情况下，能够在待焊陶瓷的中间金属层上进行钎焊。另外，在本技术所涉及的钎焊结构中，可选地，所述金属钎料具有生物兼容性，所述金属钎料为Au、Ag、Ti、Nb或它们的合金。在这种情况下，能够形成具有生物兼容性的钎焊层。另外，在本技术所涉及的钎焊结构中，所述待焊陶瓷可以由氧化铝、氧化锆、氧化硅、碳素材料、氮化硅、碳化硅、氧化钛、硅铝酸盐或钙铝系构成。在这种情况下，能够获得具有生物兼容性的待焊陶瓷。另外，在本技术所涉及的钎焊结构中，所述待焊金属可以为Ti、Nb、Ni、Zr、Ta或它们的合金。在这种情况下，能够获得具有生物兼容性的待焊金属。另外，在本技术所涉及的钎焊结构中，所述金属化处理的方法可以为溅射、蒸镀、镀覆或高温烧结。由此，能够在待焊陶瓷表面上形成紧密结合的中间金属层。另外，在本技术所涉及的钎焊结构中，所述待焊陶瓷的表面的粗糙度可以小于0.05μm。在这种情况下，能够使待焊陶瓷的表面光滑且平整，有利于后续陶瓷与金属之间的钎焊。另外，在本技术所涉及的钎焊结构中，可选地，使用砂纸逐级打磨来对所述待焊金属进行表面处理，使所述待焊金属的平面度为8μm至10μm。在这种情况下，能够更好地与金属钎料和待焊金属贴合，利于钎焊。根据本技术能够提供一种能够使用较脆的钎料进行钎焊的钎焊结构。附图说明图1示出了现有技术中的钎焊结构示意图。图2示出了本技术的示例所涉及的钎焊结构的示意图。图3示出了本技术的示例所涉及的钎焊结构的截面图。图4示出了本技术的示例所涉及的陶瓷与金属的钎焊方法的流程示意图。图5示出了本技术的示例所涉及的钎焊用的治具的截面图。图6示出了本技术的示例所涉及的装配有钎焊结构的治具的截面图。具体实施方式以下，参考附图，详细地说明本技术的优选实施方式。在下面的说明中，对于相同的部件赋予相同的符号，省略重复的说明。另外，附图只是示意性的图，部件相互之间的尺寸的比例或者部件的形状等可以与实际的不同。本技术涉及一种陶瓷与金属的钎焊结构。陶瓷与金属的钎焊结构可以简称为钎焊结构。在一些示例中，钎焊结构可以是指微型钎焊结构。图2示出了本技术的示例所涉及的钎焊结构的示意图。图3示出了本技术的示例所涉及的钎焊结构的截面图。在本实施方式中，如图2和图3所示，陶瓷与金属的钎焊结构10可以包括待焊陶瓷11、金属钎料12和待焊金属13。其中，待焊陶瓷11可以呈圆盘状，金属钎料12可以呈环形薄片状，待焊金属13可以呈环状。另外，金属钎料12可以布置于待焊陶瓷11上，待焊金属13可以布置于金属钎料12上，金属钎料12可以设置在待焊陶瓷11与待焊金属13之间。在一些示例中，钎焊结构10可以水平叠放而形成，并且可以对待焊陶瓷11和待焊金属13分别施加压力。另外，钎焊结构10的形状没有特别限制，在一些示例中，钎焊结构10可以为圆柱状。在一些示例中，待焊陶瓷11可以具有经表面研磨及金属化处理的钎焊面，待焊金属13可以经过表面处理，并且金属钎料12可以布置在钎焊面上。另外，在一些示例中，金属钎料12的外直径可以小于待焊陶瓷11的外直径，待焊金属13可以具有与待焊陶瓷11相等的外直径。在另一些示例中，环状的待焊金属13可以具有沿着内径方向延伸的环状突起131，环状突起131的内径可以小于金属钎料12的内径。另外，待焊金属13可以一体成型。在一些示例中，在进行钎焊的过程中，通过按规定的温度曲线对金属钎料12进行加热，在温度曲线中，将金属钎料12加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种陶瓷与金属的钎焊结构，其特征在于，包括：待焊陶瓷，其呈圆盘状，所述待焊陶瓷具有经表面研磨及金属化处理的钎焊面；金属钎料，其呈环形薄片状，所述金属钎料的外直径小于所述待焊陶瓷的外直径，并布置在所述钎焊面上；以及待焊金属，其呈环状，并设置于所述金属钎料上，所述待焊金属具有与所述待焊陶瓷相等的外直径，环状的所述待焊金属具有沿着内径方向延伸的环状突起，所述环状突起的内径小于所述金属钎料的内径，所述待焊金属经过表面处理，且所述待焊金属一体成型。/n

【技术特征摘要】
20181231 CN 20181165074761.一种陶瓷与金属的钎焊结构，其特征在于，包括：待焊陶瓷，其呈圆盘状，所述待焊陶瓷具有经表面研磨及金属化处理的钎焊面；金属钎料，其呈环形薄片状，所述金属钎料的外直径小于所述待焊陶瓷的外直径，并布置在所述钎焊面上；以及待焊金属，其呈环状，并设置于所述金属钎料上，所述待焊金属具有与所述待焊陶瓷相等的外直径，环状的所述待焊金属具有沿着内径方向延伸的环状突起，所述环状突起的内径小于所述金属钎料的内径，所述待焊金属经过表面处理，且所述待焊金属一体成型。


2.如权利要求1所述的钎焊结构，其特征在于：
所述金属化处理仅限于在所述钎焊面的边缘位置进行。


3.如权利要求2所述的钎焊结构，其特征在于：
所述边缘位置形成有环状的中间金属层，所述中间金属层具有与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王蕾，卢陆旺，黄珑鑫，
申请(专利权)人：深圳硅基仿生科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44