本发明属于微电子元器件模块封装领域，具体涉及一种金属封装外壳密封结构及其封装方法。

　　微电子器件（英语：microelectronicdevices）主要是指能在芯片上实现的电阻、电容、晶体管，有的特殊电路也将用到电感。光器件为微电子器件的一种，其主要分为有源器件和无源器件，光有源器件是光通信系统中需要外加能源驱动工作的可以将电信号转换成光信号或将光信号转换成电信号的光电子器件，是光传输系统的心脏。光无源器件是不需要外加能源驱动工作的光电子器件。

　　其中，传输光信号的光纤连接器，其核心和基础器件为陶瓷插芯，它起着连Kaiyun App下载 全站接、转换、数据传输的媒介作用，氧化锆陶瓷导管插芯，广泛运用于光器件组装中，传统的氧化锆陶瓷导管插芯的连接方式主要有套管方式嵌套、机械铆接形式和胶粘方式等，从而达到最终与金属封装外壳内部器件连接的目的。但伴随着光器件的集成化、小型化的发展，传统的氧化锆陶瓷导管插芯的连接方式无法同时满足与金属外壳直接连接且高可靠密封的要求。

　　有鉴于此，本发明有必要提供一种金属封装外壳密封结构及其封装方法，选择金属环，将其一端与氧化锆陶瓷导管高温玻璃封接方式密封，另一端与金属围框高温钎焊密封，从而达到氧化锆陶瓷导管高可靠的连接到用于光器件组装的金属封装外壳中，外壳的整体气密性满足≤1.0×10-3pa.cm3/s，解决了现有技术中的氧化锆陶瓷导管插芯的连接方式无法同时满足与金属外壳直接连接且高可靠密封的要求。

　　一种金属封装外壳密封结构，其包括金属围框和氧化锆陶瓷导管插芯，所述金属围框的其中一侧面上设有导管孔，所述金属围框的外侧面设有金属环，所述金属环的一端钎焊于所述导管孔所在侧面的外侧，所述氧化锆陶瓷导管插芯贯穿所述金属环至所述导管孔，所述氧化锆陶瓷导管插芯与所述金属环另一端之间采用高温玻璃密封封接，其中，所述金属环的线膨胀系数大于氧化锆陶瓷的膨胀系数。

　　进一步的，所述金属环包括玻璃封接区和非玻璃密封区，其中，所述玻璃封接区的环壁厚不低于0.4mm，所述非玻璃密封区的环壁厚为0.25-0.5mm；沿所述氧化锆陶瓷导管插芯向所述导管孔的延伸方向，所述玻璃封接区的深度不低于0.8mm，所述非玻璃密封区的深度大于0.4mm。

　　进一步的，所述高温玻璃为玻璃预制件，所述玻璃预制件为中空圆环结构，其外径与所述金属环的内径相同，其内径与所述氧化锆陶瓷导管插芯的外径相同。

　　进一步的，步骤s1的具体步骤为：将玻璃预制件填充在所述氧化锆陶瓷导管插芯与所述金属环之间，于氮气气氛中940-980℃保温15-20min，其中，所述玻璃预制件的膨胀系数范围为8.9-9.5ppm/k，且沿所述氧化锆陶瓷导管插芯向所述导管孔的的延伸方向，所述玻璃预制件的深度不低于0.8mm。

　　进一步的，步骤s2的具体步骤为：在所述金属环的另一端与所述金属围框之间填充高温合金焊料，将所述金属环钎焊到所述金属围框上，其中，钎焊温度为790-850℃，钎焊的气氛为氮气和氢气的混合气氛。

　　进一步的，所述高温合金焊料为高温ag-cu合金预制焊片，其内径比所述金属环的外径大0.05-0.10mm。

　　与现有技术相比，本发明首先通过金属-玻璃-陶瓷的压力封接密封技术原理，制备出一种氧化锆陶瓷导管的高可靠密封组件，再利用高温钎焊的手段，把异质金属组件焊接到金属围框上，从而达到将氧化锆陶瓷导管直接封接到金属外壳上的目的，与金属封装外壳成为一体化的结构形式，这种一体化结构，既达到了连接简便可靠，满足光器件光纤连接的目的，又同时满足气密性封装的要求，外壳气密性可满足≤Kaiyun App下载 全站1.0×10-3pa.cm3/s。

　　图中：1-金属围框，2-氧化锆陶瓷导管插芯，3-金属环，4-高温合金焊料，5-高温玻璃，11-导管孔，31-玻璃封接区，32-非玻璃密封区。

　　为了便于理解本发明，下面将结合具体的实施例对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

　　除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发Kaiyun App下载 全站明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

　　请参阅图1，本实施例中公开了一种金属封装外壳密封结构，其包括金属围框1和氧化锆陶瓷导管插芯2，在金属围框1的其中一侧面上设有导管孔11，在金属围框1的侧面外侧设有金属环3，具体来说，金属环3的一端钎焊于导管孔11所在侧面的外侧，氧化锆陶瓷导管插芯2贯穿金属环3至导管孔11，这样金属围框1内主要设有光器件，导管孔11形成了氧化锆陶瓷导管插芯2与金属围框1内的光器件的连接通道。具体的，金属围框1选择线ppm/k之间的膨胀合金，在本实施例中优选膨胀合金4j29或4j42。这里优选金属围框1的选择，主要是为了与后续的钨铜底座及安装在钨铜底座上的芯片膨胀系数一致，因此，优选了这个线膨胀系数范围内的膨胀合金作为金属围框1。

　　进一步的，金属环3采用的是线膨胀系数大于氧化锆陶瓷的金属材料，本实施例中，金属环3和氧化锆陶瓷导管插芯2之间填充高温玻璃5，从而利用金属-玻璃-陶瓷的压力封接密封技术，只有金属环3的膨胀系数大于玻璃和氧化锆陶瓷，金属环3在高温熔封冷却收缩过程中，才会挤压高温玻璃5和氧化锆陶瓷导管插芯2，从而形成密封界面。具体的，本实施例中优选的金属环3的线ppm/k，本实施例中优选的金属环3的材质为10#钢或20#钢。请结合图3和图1参阅，金属环3包括玻璃封接区31和非玻璃密封区32，其玻璃封接区31所在端与氧化锆陶瓷导管插芯2高温玻璃封接，其非玻璃密封区32所在端通过高温合金焊料4与金属围框1钎焊在一起。具体来说，玻璃封接区31的金属环3的环壁厚不低于0.4mm，非玻璃密封区32的金属环3的环壁厚为0.25-0.5mm；沿氧化锆陶瓷导管插芯2向导管孔11的延伸方向，玻璃封接区31的金属环3的深度不低于0.8mm，非玻璃密封区32的金属环3的深度大于0.4mm，从而满足异质金属间钎焊结构低应力的要求，同时为高温合金焊料4的预制件的嵌套提供定位作用。

　　如图2中所示的，本实施中的高温玻璃5为玻璃预制件，其为中空的圆环结构，这种玻璃预制件的外径与金属环3的内径相同，其内径与氧化锆陶瓷导管插芯2的外径相同，优选的，玻璃预制件为膨胀系数在8.9-9.5ppm/k，沿氧化锆陶瓷导管插芯2向导管孔11的延伸方向，玻璃预制件的深度不低于0.8mm，具体来说，玻璃预制件的深度与玻璃封接区31的深度保持一致，保证组件的密封性。

　　更具体的，本实施例中的导管孔11、金属环3和氧化锆陶瓷导管插芯2同轴，更进一步的保证金属封装外壳的气密性。

　　s1、将氧化锆陶瓷导管插芯2与金属环3（材质为10#钢，线ppm/k）的玻璃封接区31所在端进行高温玻璃封接，具体来说，将中空的圆环结构的玻璃预制件（本实施例中选用的是neg公司的st-4w/k牌号玻璃，其膨胀系数为9.5ppm/k，沿氧化锆陶瓷导管插芯2向导管孔11的延伸方向，玻璃预制件的深度为1.0mm）套设在氧化锆陶瓷导管插芯2上，填充在金属环3和氧化锆陶瓷导管插芯2之间，于氮气气氛中940-980℃保温15-20min，完成氧化锆陶瓷导管插芯2与金属环3的密封，如图2中所示的，玻璃封接区31的环壁厚度为0.7mm，沿所述氧化锆陶瓷导管插芯向所述导管孔的的延伸方向，玻璃封接区31的深度为1.2mm；

　　s2、将金属环3的非玻璃密封区32与金属围框1进行高温钎焊，非玻璃密封区32的环壁厚为0.35mm，沿所述氧化锆陶瓷导管插芯向所述导管孔的的延伸方向，非玻璃密封区32的深度为0.5mm，从而满足异质金属间钎焊接结构低应力的要求，同时为高温合金焊料4的预制片的嵌套提供定位作用，具体来说，将厚度为0.1mm的高温ag-cu合金预制焊片嵌套在金属环3的非玻璃密封区32的所在端，填充在金属环3和金属围框1之间，在本实施例中为了方便高温合金焊料4的嵌套和装配定位，高温ag-cu合金预制焊片的内径比金属环3的外径大0.05-0.10mm，将金属环3与金属围框1钎焊在一起，钎焊温度为790-850℃，钎焊的气氛为氮气和氢气的混合气氛。

　　经过本实施例的方法密封得到的金属封装外壳密封结构，其气密性采用gjb548b《微电子器件试验方法和程序》方法1014.2进行测试，本实施例中的金属封装外壳气密性可满足≤1.0×10-3pa.cm3/s。

　　以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

　　以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。开云 开云体育开云 开云体育