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目录1

第1章 陶瓷-金属封接工艺的分类、基本内容和主要方法1

1.1 陶瓷-金属封接工艺的分类1

1.2 陶瓷-金属封接工艺的基本内容2

1.2.1 液相工艺2

1.2.2 固相工艺4

1.2.3 气相工艺6

1.3 陶瓷-金属封接工艺的主要方法7

第2章 真空电子器件用陶瓷-金属封接的主要材料9

2.1 概述9

2.2 陶瓷材料11

2.2.1 Al2O3瓷12

2.2.2 BeO瓷17

2.2.3 BN瓷26

2.2.4 AlN瓷30

2.2.5 高温瓷釉38

2.2.6 精细陶瓷的超精密加工49

2.3 金属材料54

2.3.1 W、Mo金属54

2.3.2 可伐等定膨胀合金56

2.3.3 特种W、Mo合金58

2.3.4 无氧铜和弥散强化无氧铜61

2.3.5 焊料65

第3章 陶瓷金属化及其封接工艺70

3.1 引言70

3.1.1 金属化粉及其配方70

3.1.4 等静压陶瓷金属化71

3.1.2 金属化配膏的涂层71

3.1.3 金属化烧结工艺71

3.2 95％Al2O3瓷晶粒度对陶瓷强度和封接强度的影响72

3.2.1 概述72

3.2.2 陶瓷样品的制备74

3.2.3 晶粒度的测定74

3.2.4 Mo粉颗粒度FMo-0175

3.2.5 金属化配方和规范75

3.2.6 不同晶粒度的陶瓷强度和对封接强度的影响75

3.2.7 讨论78

3.2.8 结论82

3.3 表面加工对陶瓷强度和封接强度的影响83

3.3.1 概述83

3.3.2 实验材料和方法84

3.3.3 实验结果85

3.3.4 问题讨论90

3.3.5 结论94

3.4 95％Al2O3瓷中温金属化配方的经验设计95

3.4.1 概述95

3.4.2 金属化配方中活化剂的定性选择95

3.4.3 活化剂质量分数的定量原则96

3.4.4 问题讨论98

3.4.5 具体计算99

3.4.6 结论100

3.5 常用活化Mo-Mn法金属化时Mo的化学热力学计算100

3.5.1 概述100

3.5.2 化学热力学计算101

3.5.3 实验结果与讨论104

3.6 活化Mo-Mn法陶瓷-金属封接中玻璃相迁移方向的研究106

3.6.1 概述106

3.6.2 实验方法106

3.5.4 结论106

3.6.3 实验结果与讨论107

3.6.4 结语110

3.7 活化Mo-Mn法陶瓷金属化时Mo表面的化学态——AES和XPS在封接机理上的应用111

3.7.1 引言111

3.7.2 实验程序112

3.7.3 表面分析和结果114

3.7.4 结论118

3.8 陶瓷低温金属化机理的研究118

3.8.1 引言118

3.8.3 实验结果120

3.8.2 实验方法和程序120

3.8.4 问题讨论123

3.8.5 结论127

3.9 电力电子器件用陶瓷-金属管壳127

3.9.1 引言127

3.9.2 管壳生产的工艺流程128

3.9.3 管壳用陶瓷零件128

3.9.4 管壳用金属零件129

3.9.5 陶瓷-金属封接结构130

3.9.6 国内和国外管壳生产的不同点和差距132

3.10 陶瓷金属化厚度及其均匀性133

3.10.1 引言133

3.10.3 金属化层厚度和组分的均匀性134

3.10.2 活化Mo-Mn法金属化层厚度和过渡层的关系134

3.10.4 手工笔涂法和丝网套印法的比较135

3.10.5 结论136

3.11 活化Mo-Mn法金属化机理——MnO·Al2O3物相的鉴定137

3.11.1 引言137

3.11.2 实验程序和方法138

3.11.3 结果和讨论138

3.11.4 结论141

3.12 封接强度和金属化强度141

3.12.1 引言141

3.12.2 实验程序142

3.12.3 实验结果142

3.12.4 讨论143

3.13.1 应用145

3.12.5 结论145

3.13 陶瓷-金属封接生产技术与气体介质145

3.13.2 讨论149

3.13.3 结论149

3.14 不锈钢-陶瓷封接技术150

3.14.1 常用封接不锈钢的分类和特点151

3.14.2 典型的几种不锈钢-陶瓷封接结构152

3.14.3 结论155

第4章 活性法陶瓷-金属封接156

4.1 引言156

4.2 95％Al2O3瓷Ti-Ag-Cu活性金属法化学反应封接机理的探讨157

4.2.1 化学反应的热力学计算158

4.2.2 热力学计算修正项的引入158

4.2.4 封接温度对化学反应的影响159

4.2.3 真空度对化学反应的影响159

4.2.5 Ti-Ag-Cu活性法封接机理模式的设想160

4.3 提高活性法封接强度和可靠性的一种新途径161

4.3.1 概述161

4.3.2 实验方法和结果161

4.3.3 问题讨论163

4.3.4 结论165

4.4 Ti-Ag-Cu活性合金焊料的新进展165

4.4.1 概述165

4.4.2 WESGO产品166

4.4.3 北京有色金属研究总院产品167

4.5.2 实验程序和方法168

4.5.1 概述168

4.5 ZrO2陶瓷-金属活性法封接技术的研究168

4.4.4 结论168

4.5.3 实验结果和讨论169

4.5.4 结论171

4.6 活性法氮化硼陶瓷和金属的封接技术172

4.6.1 概述172

4.6.2 实验方法和结果173

4.7 活性封接的二次开发174

4.8 氮化铝陶瓷的浸润性和封接技术175

4.8.1 引言175

4.8.2 AlN陶瓷的浸润特性176

4.8.3 AlN陶瓷的金属化工艺176

4.8.4 AlN陶瓷的气密封接180

4.8.5 结束语180

4.9.2 实验程序和方法181

4.9 AlN陶瓷的气密接合181

4.9.1 引言181

4.9.3 试验结果和讨论182

4.9.4 结论184

第5章 玻璃焊料封接185

5.1 引言185

5.1.1 封接温度185

5.1.2 线膨胀系数186

5.1.3 浸润特性186

5.2 易熔玻璃焊料187

5.2.1 玻璃态易熔玻璃焊料187

5.2.2 混合型易熔玻璃焊料188

5.3.1 概述190

5.3.2 常用玻璃焊料系统组成和性能190

5.3 高压钠灯用玻璃焊料190

5.3.3 玻璃焊料的制备工艺192

5.3.4 关于玻璃焊料的析晶192

5.4 微波管用玻璃焊料193

第6章 气相沉积金属化工艺196

6.1 引言196

6.2 蒸镀金属化197

6.2.1 蒸镀钛197

6.2.2 蒸镀钼198

6.3 溅射金属化198

6.4 离子镀金属化200

6.5 三种常用PVD方法的特点比较201

7.1.4 压应力原则202

7.1.5 减小应力原则202

7.1.3 热导率接近原则202

7.1.6 避免应力集中原则202

7.1 封接结构的设计原则202

7.1.2 低弹性模量、低屈服极限原则202

7.1.1 线膨胀系数匹配原则202

第7章 陶瓷-金属封接结构202

7.1.7 过渡封接原则203

7.1.8 刀口封接原则203

7.1.9 挠性结构原则203

7.1.10 焊料优选原则203

7.2 封接结构的分类和主要尺寸参数203

7.2.1 结构材料和焊料203

7.2.2 封接结构分类204

7.3.4 特殊结构封接（见图7.22～图7.30）207

7.3.3 挠性结构（见图7.19～图7.21）207

7.3.2 针封结构（见图7.13～图7.18）207

7.3.1 合理和不合理封接结构的对比（见图7.4～图7.12）207

7.3 常用封接结构的典型实例207

7.3.5 焊料的放置（见图7.31和图7.32）213

第8章 陶瓷-金属封接生产过程常见废品及其克服方法214

8.1 金属化层的缺陷214

8.1.1 金属化层起泡214

8.1.2 金属化层氧化214

8.2 金属化过程中瓷件的缺陷215

8.2.1 金属化后瓷件内部出现灰斑、黄斑215

8.2.2 金属化后瓷件表面发灰、发黑215

8.3 镀镍层的缺陷215

8.3.1 镀镍层烧结后起泡215

8.5 钛-银-铜活性法漏气和瓷件表面污染216

8.4.2 封口处瓷件“光板”216

8.5.1 封接件漏气216

8.3.2 镀镍层烧结后，表面粗糙216

8.4.1 封口处产生“银泡”216

8.4 封口处产生“银泡”和瓷件“光板”216

8.5.2 封接件瓷表面发黑和绝缘电阻下降217

8.6 瓷釉的缺陷及其克服方法217

8.6.1 瓷釉起泡217

8.6.2 瓷釉针孔217

8.6.3 形成橘釉218

8.6.4 金属化过程中瓷釉变色218

第9章 陶瓷金属化及其封接工艺219

9.1 引言219

9.2.1 基本的封接强度测试方法220

9.2 封接强度的测量220

9.2.2 实用的封接强度测试方法224

9.2.3 真空开关管管壳封接强度的测量226

9.3 气体露点的测量227

9.3.1 露点法227

9.3.2 电解法230

9.3.3 温度计法-硫酸露点计232

第10章 国内外常用金属化配方234

10.1 我国常用金属化配方234

10.2 欧、美、日等国常用金属化配方234

10.3 俄罗斯常用金属化配方236

主要参考文献238