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白宝石的多弧离子镀金属化
    【技术领域】

    本发明涉及电真空器件技术，特别是涉及利用多弧离子镀金属化白宝石，进而实现无氧铜—白宝石高可靠气密非匹配外套封的一种新工艺。

    背景技术

    白宝石熔点高达2053℃，结构致密，其中不存在玻璃相，使得利用烧结金属粉末法金属化白宝石，金属化配方复杂，金属化烧结温度高，并且要求在特定湿度的氢气气氛下进行，之后还需要进行镀镍二次金属化。整个工艺过程复杂，技术难度大。活性金属粉末法是另一种发展成熟可以用于白宝石金属化的方法，活性金属粉末法中钛—银—铜(Ti-Ag-Cu)法使用的最为广泛，其中的钛具有很强的化学活泼性，对氧化物、硅酸盐等物质具有较大亲和力。Ti-Ag-Cu活性法较适于平封、夹封结构，当用来封接外套封结构时，特别容易在装架过程中，由于难以避免的刮擦破坏活性金属粉末涂层，从而造成封接件局部漏气，成品率低。

    【发明内容】

    为了克服烧结金属粉末法工艺复杂，技术难度大，以及活性金属粉末法涂层在装架过程中容易遭到破坏，成品率低等缺点，本发明利用多弧离子镀金属化白宝石，实现了无氧铜—白宝石高可靠气密非匹配外套封。整个工艺过程简捷，封接件成品率高，便于工业化生产。

    本发明的具体工艺过程是：首先对白宝石严格按照真空技术要求进行清洗，并按图1所示将白宝石用与白宝石等直径的二个挡片2夹在中间，使用紧固螺栓4固定在支撑1上，保证仅有封接区暴露在外，可被金属化。将装架好的白宝石悬挂到多弧离子镀炉腔内，在6×10-2Pa氩气气氛，温度为300±5℃，将纯钛蒸镀到白宝石封接区，实现金属化。纯钛膜厚度为1～2μm。

    本发明的有益效果是，可以避免白宝石高温金属化技术难度大，工艺复杂等一系列技术困难，也可以避免活性金属粉末法涂层在装架过程中容易遭到破坏的缺点，进而实现无氧铜—白宝石的高可靠气密外套封，工艺简捷，封接件成品率高，便于工业化生产。

    【附图说明】

    图1本发明白宝石多弧离子镀金属化装架结构示意图；

    图2无氧铜—白宝石外套封装架结构示意图。

    【具体实施方式】

    首先严格按照真空技术要求对白宝石进行清洗，然后按图1所示，用挡片2将白宝石3夹在中间，只露出封接区，使用紧固螺栓4将组合在一起的2和3固定在支撑1上。将装架好的白宝石悬挂到多弧离子镀炉腔内，在6×10-2Pa氩气气氛，温度为300℃的条件下，将纯钛蒸镀到白宝石封接区，实现金属化，镀膜厚度为1.0～2.0μm。按照图2，将金属化好的白宝石利用支座8定位在无氧铜封接区，在封接区外侧包上一圈钼带9并用钼丝7捆扎紧，用以限制无氧铜的径向膨胀。在焊缝上放上72％Ag-Cu焊料丝，在真空度为P≤5×10-3Pa，温度为840℃下，保温5分钟，完成无氧铜—白宝石外套封。封接取得良好结果，焊料浸润正常，封口气密性良好，氦漏率Q≤7×10-9Pa·L/s。经过5次650℃保温16小时的热烘烤试验，氦漏率保持为Q≤7×10-9Pa·L/s。