一種氣密封多芯玻璃封接組件的製作方法

2023-05-05 21:07:11

專利名稱：一種氣密封多芯玻璃封接組件的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子通信輔助裝置，尤其涉及多芯氣密連接器。
背景技術：
玻璃封接是一種成熟的工藝技術，在密封連接器領域經常使用，它通過熔融玻璃 和金屬氧化層互相浸潤結合使金屬外殼、接觸件及玻璃封接在一起，達到密封效果。傳統 的多芯氣密連接器中的玻璃封接組件的結構如圖1所示，圖1中，Al為接觸件、A2為玻璃 絕緣子、A3為金屬外殼的用於安裝接觸件A1的平面。可見，玻璃絕緣子A2與外殼大平面 A3處於同一平面內。氣密封多芯玻璃封接組件往往安裝於設備表面用於實現電氣連接， 在溫度急劇變化的環境內，其暴露在倉外的前部連接端會首先感受到溫度衝擊，因而整個 封接組件的溫度並不均衡；傳統封接組件中的兩種材料雖然熱膨脹曲線相似，但封接段處 金屬材料和玻璃絕緣子的表面積相差很大，故在受到溫度衝擊、溫度變化幅度較大的情況 下，兩者溫度變化速率不同，因而產生潛伏應力，進而影響產品的氣密性。在一些特殊的應 用場合，對多芯氣密連接器的使用要求達到在-65°C +200°C瞬變溫度範圍內氣密達到 5X10—屮a cmVs。前期試製我們採用了傳統多芯玻璃封接結構，經試驗驗證，該結構在經 歷上述範圍的溫度衝擊後，氣密性能有較大下降，測試結果均在10—乍a，cmVs左右，檢查玻 璃絕緣子表面，也出現了裂紋現象。故傳統結構無法滿足特殊場合的大範圍溫度瞬變範圍 內的氣密指標。

發明內容本實用新型所要克服的技術問題是解決傳統玻璃燒結結構經歷大幅度溫度衝擊 後玻璃絕緣子易開裂導致氣密失效的技術問題，解決匹配金屬和玻璃在燒結過程中由於溫 升速率差異而產生較大內應力的問題。 為解決上述技術問題，本實用新型的技術解決方案是 —種氣密封多芯玻璃封接組件，包括金屬外殼、玻璃絕緣子、接觸件，其特徵在於 所述外殼用於安裝接觸件的平面3上設有若干個薄壁圓筒凸臺結構4作為玻璃封接體，分 別在每個薄壁圓筒凸臺結構4內封接玻璃絕緣子2和接觸件1 ，所述接觸件1與薄壁圓筒凸 臺結構4同軸；所述玻璃絕緣子2在薄壁圓筒凸臺結構4內的封接段與外殼的平面3不處 於同一平面內。 所述外殼用於安裝接觸件的平面3上設有凹坑結構的緩衝槽5，並在緩衝槽5的凹 坑結構內設置薄壁圓筒凸臺結構4。 本實用新型的有益效果為本實用新型的結構設計突破了多芯玻璃封接組件傳統 一貫採用的形式，將玻璃浮空封接在薄壁圓筒凸臺結構內，使玻璃封接體與金屬大平面不 同面且不直連，封接段的金屬和玻璃的表面積也相當，減少了溫度驟變過程中外圍金屬對 玻璃的拉壓應力；此外，凸臺結構使得每個玻璃絕緣子燒結體成為獨立的同軸結構，使玻璃 受力情況也更為均勻。該結構優化了組件熱力學性能，解決了玻璃受熱變應力造成開裂的CN
問題，氣密封也達到了指標要求。 本實用新型能夠解決-65 °C 200 °C下保證玻璃封接件滿足不大於 5X10—^a* cmVs的氣密封要求。經過20個樣品試製並經歷大溫衝環境後玻璃表面 完好，氣密封測試值如下2. 5X 10—4Pa cmVs， 1. 2X 10—4Pa cm3/s，9. 7X 10—5Pa cm3/ s， 1. 5 X 10—4Pa cmVs， 1. 3 X 10—4Pa cm3/s， 2 X 10—4Pa cm3/s， 1. 9 X 10—4Pa cm3/s， IX 10—4Pa cm3/s，8. 5X 10—5Pa cm3/s，6. 7X 10—5Pa cm3/s，2. 6X 10—4Pa cm3/s， 9. 8 X 10—5Pa cmVs， 1. 1 X 10—4Pa cm3/s， 1. 6 X 10—4Pa cm3/s， 1. 8 X 10—4Pa cm3/s， 2X 10—4Pa cm3/s， 1. 9X 10—4Pa cm3/s， 1. 4X 10—4Pa cm3/s，2. 3X 10—4Pa cm3/s， 1.6X10—4Pa cm3/s，2. 1X10—4Pa cm3/s。全部滿足要求。

圖1為現有技術中的玻璃封接組件的立體示意圖； 圖2為現有技術中的玻璃封接組件的剖視圖 圖3為本實用新型一個較佳實施例的立體示意圖； 圖4為本實用新型一個較佳實施例的剖視圖； 圖5為本實用新型一個較佳實施例的立體剖視圖； 圖6為本實用新型的薄壁圓筒凸臺結構局部放大示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明 分析傳統結構密封失效的原因發現，由於小面積的玻璃和大面積的金屬在同一平 面上，兩者表面積差異較大，而金屬和玻璃在環境溫度驟變過程中其本身溫度變化存在差 異，玻璃受到較大拉壓應力，且各向受力不均。新結構的設計思路是通過玻璃燒結結構的優 化設計來解決環境溫度驟變過程中由於玻璃絕緣子受到熱變應力導致玻璃開裂並密封失 效的情況。 結合參見圖3、圖4、圖5、圖6 ;圖中1為連接器內進行電氣連接的接觸件；2為玻 璃絕緣子；3為外殼用於安裝接觸件的平面；4是作為玻璃封接體的薄壁圓筒凸臺結構；5 為緩衝槽；6為用於將玻璃封接組件安裝在設備表面的安裝孔。在每個薄壁圓筒凸臺結構4 內封接玻璃絕緣子2和接觸件1 ;接觸件1與薄壁圓筒凸臺結構4同軸，即使每個玻璃絕緣 子2燒結體成為獨立的同軸結構；且玻璃絕緣子2在薄壁圓筒凸臺結構4內的封接段與外 殼的平面3不處於同一平面內，即將玻璃絕緣子2浮空封接在薄壁圓筒凸臺結構4內，使玻 璃封接體與金屬大平面不同面且不直連。緩衝槽5是外殼大面積金屬與玻璃封接體間設置 的凹坑結構，其作用是使玻璃封接體與金屬大平面不同面且不直連，減少溫度驟變過程中 外圍金屬對玻璃的拉壓應力，是優化產品熱力學性能的結構形式。 採用本實用新型的結構的玻璃封接組件作為某多芯氣密連接器實現和保障氣密 性能的關鍵部件，可以滿足在瞬變大溫差條件下保證較高氣密性能的要求。經過多次整體 系統的氣密封試驗考核證實，本實用新型中的浮空玻璃封接結構使該玻封組件熱力學性能 大大提高；玻璃表面完好，氣密性也得到了保證。 上述實施例僅是一個例證，並不能用於說明本實用新型的範圍，只要在此基礎上所做的等同變化和修飾都在本實用新型的範圍內,
權利要求一種氣密封多芯玻璃封接組件，包括金屬外殼、玻璃絕緣子、接觸件，其特徵在於所述外殼用於安裝接觸件的平面(3)上設有若干個薄壁圓筒凸臺結構(4)，分別在每個薄壁圓筒凸臺結構(4)內封接玻璃絕緣子(2)和接觸件(1)，所述接觸件(1)與薄壁圓筒凸臺結構(4)同軸；所述玻璃絕緣子(2)在薄壁圓筒凸臺結構(4)內的封接段與外殼的平面(3)不處於同一平面內。
2. 按照權利要求1所述的一種氣密封多芯玻璃封接組件，其特徵在於所述外殼用於 安裝接觸件的平面(3)上設有凹坑結構的緩衝槽(5)，並在緩衝槽(5)的凹坑結構內設置薄 壁圓筒凸臺結構(4)。
專利摘要本實用新型涉及多芯氣密連接器。所要克服的技術問題是解決傳統玻璃燒結結構經歷大幅度溫度衝擊後玻璃絕緣子易開裂導致氣密失效的技術問題，其特徵在於所述外殼用於安裝接觸件的平面(3)上設有若干個薄壁圓筒凸臺結構(4)，分別在每個薄壁圓筒凸臺結構(4)內封接玻璃絕緣子(2)和接觸件(1)，所述接觸件(1)與薄壁圓筒凸臺結構(4)同軸；所述玻璃絕緣子(2)在薄壁圓筒凸臺結構(4)內的封接段與外殼的平面(3)不處於同一平面內。採用本實用新型的結構的玻璃封接組件可以滿足在瞬變大溫差條件下保證較高氣密性能的要求。本實用新型中的浮空玻璃封接結構使該玻封組件熱力學性能大大提高；氣密性得到了保證。
文檔編號H01R13/533GK201528084SQ200920211788
公開日2010年7月14日 申請日期2009年11月3日 優先權日2009年11月3日
發明者葛雄浩, 許曉冬 申請人:中國電子科技集團公司第二十三研究所;上海科明傳輸技術有限公司