專利名稱：制造氣密焊接裝置的方法和此方法在制造帶有真空密封外殼的構(gòu)件上的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于真空電子學(xué)領(lǐng)域，并在采用一種焊料氣密地焊接陶瓷件與銅件時(shí)可應(yīng)用此發(fā)明。
在陶瓷件與銅件之間進(jìn)行氣密式焊接，在例如大功率管和真空開關(guān)管中是常見的。對(duì)真空開關(guān)管公開了一種焊接技術(shù)，其中，帽形的銅外殼與陶瓷板對(duì)接焊，這時(shí)進(jìn)行一種所謂的夾封焊接。在這種情況下，首先使陶瓷板的焊接區(qū)金屬化。為了進(jìn)行焊接，在銅件與陶瓷件之間的過渡區(qū)放上一個(gè)釬焊環(huán)，在焊接所要求的熱處理時(shí)釬焊環(huán)熔化，于是焊料將銅件與陶瓷件在它們接觸界面區(qū)域內(nèi)互相連接起來(EP 0040933 B1，圖7和圖8)。這時(shí)作為焊料通常采用所謂銅-銀低共熔混合物釬料，它們的形狀例如有薄膜狀或線材線環(huán)狀(“真空電子學(xué)手冊(cè)”，Josef Eichmeier和Hinrich Heynisch著，慕尼黑/維也納R.Oldenbourg出版社出版，1989年，第22頁)。
為了在陶瓷件與金屬件之間進(jìn)行焊接，例如制造真空開關(guān)管時(shí)進(jìn)行氣密和牢固地焊接，公開了一種焊接技術(shù)，其中，使陶瓷件的焊接區(qū)金屬化后，在陶瓷件上鍍了第一層銀和然后另一層銅。當(dāng)它與要連接的構(gòu)件接合后，在釬焊條件下形成了均勻的銅/銀合金，它構(gòu)成了真正的焊劑。此外，特別在焊接陶瓷件與薄銅板時(shí)規(guī)定，在金屬化的陶瓷件上只電鍍銀層。在要連接的構(gòu)件加熱到961℃時(shí)，在薄銅板區(qū)形成了一種熔點(diǎn)約780℃的低共熔混合物(DE 3824900A1)。這種在銅件接合區(qū)表面形成真正的焊劑的焊接技術(shù)，看來只適合對(duì)焊，卻不適用于夾封焊。
以具有權(quán)利要求1(DE 3824900 A1)前序部分所述特征的方法為出發(fā)點(diǎn)，本發(fā)明的目的是，通過形成大量焊劑，簡(jiǎn)化和改善這種焊接的實(shí)施。
為達(dá)到上述目的，按本發(fā)明規(guī)定，銅件在熱處理前，無論是焊接區(qū)還是毗連真正焊接位置的表面區(qū)，都電鍍以銀層。
在這種方法中，往往非常困難的為焊接部位備制焊料的工作便成為多余。由于將銅件大的表面層都算作一種只是在焊接過程才產(chǎn)生的低共熔合金的組成部分，所以，包括電鍍銀層在內(nèi)的焊接過程的操作大為簡(jiǎn)化，銀層的厚度取決于焊接面積和銅件的幾何尺寸，它可以在2～100微米之間。尤其在夾封時(shí)，用這種方法可制備足夠多量的焊料。在特殊的使用情況下此時(shí)還存在這樣的可能性，即利用銅件與陶瓷件進(jìn)行連接的焊接過程同時(shí)進(jìn)行另一項(xiàng)焊接，尤其是將銅件與另一個(gè)金屬件連接起來。在這些情況下，銅件整個(gè)地可以有一個(gè)銀層。例如在制造真空開關(guān)管時(shí)，亦即制造具有一個(gè)真空密封外殼的構(gòu)件時(shí)，當(dāng)銅件制成外殼帽罩或外殼法蘭時(shí)，銅件同時(shí)與波紋管和軸套焊接，以導(dǎo)引活動(dòng)的接觸銷。
應(yīng)用新方法的實(shí)施例表示在

圖1至圖4中，附圖中圖1為真空開關(guān)管在活動(dòng)接觸銷區(qū)內(nèi)的局部示圖；圖2和圖3所示為真空開關(guān)管在活動(dòng)接觸銷導(dǎo)引區(qū)要焊接的構(gòu)件；
圖4所示同樣為直接或間接地與陶瓷件連接的真空開關(guān)管的金屬件。
圖1表示了真空開關(guān)管的局部，屬于此真空開關(guān)管的有圓柱形外殼1，環(huán)狀的陶瓷絕緣子2和外殼帽3?；顒?dòng)接觸頭5的接觸銷4穿過外殼帽3。波紋管6將接觸銷4與外殼帽3真空密封地連接起來。此外，軸承套7與外殼帽3連接，軸承套7內(nèi)裝有接觸銷4的軸承8。
外殼帽3用銅制成，它的一側(cè)與陶瓷絕緣子2對(duì)接焊。此外，外殼帽3還與鋼制的波紋管6的一端對(duì)接焊，以及與銅合金制的軸承套7焊接。為了準(zhǔn)備好焊接過程，一方面使陶瓷絕緣子的焊接區(qū)噴鍍圖中沒有詳細(xì)表示的金屬層，除此之外，銅制的外殼帽3全部電鍍厚度約20微米的銀層。在焊接溫度約800℃時(shí)，銀層與外殼帽3的表面層形成了一種低共熔的合金，它作為焊料在不同的焊接部位起作用。以此方式，外殼帽3既與陶瓷絕緣子2，又與波紋管6的一端以及與軸承套7，在一個(gè)工序中焊接在一起。
圖2和圖3表示實(shí)施焊接過程前不同的應(yīng)用情況。按圖2，銅帽10上部分地電鍍了圖上用點(diǎn)劃線表示的銀層20。銅帽10放在圓柱形陶瓷絕緣子11的端面上。陶瓷絕緣子11的端面區(qū)設(shè)有金屬化層21。
此外，對(duì)波紋管12如此設(shè)置，使它以其設(shè)計(jì)為圓柱形凸臺(tái)的那一端，對(duì)接地貼靠在外殼帽10上。
如圖3所示，基本上只在內(nèi)表面鍍有銀層20的銅制外殼帽13，與陶瓷絕緣子11的端面平面地連接。波紋管12與銅帽13對(duì)接焊。
如圖4所示，兩個(gè)陶瓷絕緣子11和14通過一個(gè)中間環(huán)15互相連接，以及分別與毗連的外殼帽10和13連接。中間環(huán)15應(yīng)附加地和屏蔽16連接，外殼帽13應(yīng)附加地和屏蔽環(huán)17連接。此外，規(guī)定波紋管12與外殼帽10連接。為此目的，外殼帽10和13以及中間環(huán)15均用銅制。外殼帽10和13局部電鍍銀層20，而中間環(huán)15全部鍍以銀層20。屏蔽16和屏蔽環(huán)17同樣由銅制成，而波紋管12用優(yōu)質(zhì)鋼制造，它可以在焊接區(qū)設(shè)有一個(gè)非常薄的貴金屬層，尤其是鍍金層。因此，在外殼或真空開關(guān)管的這種結(jié)構(gòu)中，可以在唯一的一道工序中，完成七項(xiàng)連接，無須為此采用特別的焊劑。
權(quán)利要求
1.在陶瓷件和銅件之間進(jìn)行氣密式焊接的方法，按此方法，首先使陶瓷件的焊接區(qū)金屬化，然后將銅件放在陶瓷件上，借助于一種通過熱處理形成的銅-銀低共熔物構(gòu)成的焊料，使銅件與陶瓷件連接起來，其特征在于銅件(10、13、15)在熱處理前，無論在焊接區(qū)，還是在與實(shí)際上的焊接部位毗連的表面區(qū)，均電鍍以一個(gè)銀層(20)。
2.如權(quán)利要求1所述方法在制造帶有真空密封外殼的構(gòu)件上的應(yīng)用，其中，外殼具有一個(gè)銅的外殼部分，其特征在于銀層(20)還被敷在銅件(10、13、15)的這樣一些區(qū)域內(nèi)，即在這些區(qū)域，銅件還附加地要與其他一些金屬件(6、16、17)焊接；以及在銅件與陶瓷件(11、14)焊接的同時(shí)進(jìn)行銅件與那些金屬件的焊接。
全文摘要
為了在陶瓷件與銅件之間進(jìn)行真空密封焊接時(shí)簡(jiǎn)化焊接過程，首先在銅件(10、13、15)上電鍍一個(gè)銀層(20)，它與在它之下的銅件表面層一起構(gòu)成焊料。在為焊接所要求進(jìn)行熱處理時(shí)，金屬件(6、16、17)也能以此一樣的方法與銅件焊接，例如波紋管(12)或真空開關(guān)管的屏蔽(16)。
文檔編號(hào)H01H33/66GK1125434SQ9419248
公開日1996年6月26日 申請(qǐng)日期1994年6月10日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月18日
發(fā)明者克勞斯·格斯納 申請(qǐng)人:西門子公司