硅封铁镍钴合金.pdf

摘要
申请专利号：	CN88104992.1	申请日：	1988.08.18
公开号：	CN1040395A	公开日：	1990.03.14
当前法律状态：	终止	有效性：	无权
法律详情：	\|\|\|公开
IPC分类号：	C22C38/12; H01L23/10	主分类号：	C22C38/12; H01L23/10
申请人：	陕西钢铁研究所
发明人：	郭祥林; 石彦果; 于振明
地址：	陕西省西安市枣园东路2号
优先权：
专利代理机构：	冶金专利事务所	代理人：	朱菊生;吴月琴
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内容摘要

硅封铁镍钴合金是用于与硅气密封的铁镍钴合金。该合金是通过控制Si、Mn、Cu、Co的含量，适当添加Mo来改变合金组织，使合金膨胀系数在20～400℃的温度范围内与硅匹配。该合金特别适用于制作扩散硅力敏传感器，并能与膨胀系数同硅匹配的高温玻璃熔封或静电封接。本合金与通常采用的Fe—Ni合金相比，其封接强度高、应力小。

权利要求书

1： 1、一种与硅进行气密封接的铁镍钴合金，其特征是：在20～400℃的温度范围内膨胀系数与硅相匹配，可与膨胀系数同硅匹配的高温玻璃熔封或静电封接。 2、如权利要求1所述的合金，其化学成分为：C≤0.02        Si≤0.2        Mn≤0.35        Ni＝29.2～3
2： 2        Co＝11.5～15.2        Mo＝0.1～0.4        Cu＜0.2        Cr＜0.2Fe余Al、Mg、Zr、Ti、P、S的含量与普通封接合金要求一样。 3、如权利要求1和2所述的硅封铁镍钴合金，其特征是膨胀系数为：温度范围膨胀系数 20～200℃ 3.0～4.0×10 -6 ℃ 20～300℃
3： 9～3.9×10 -6 ℃ 20～350℃ 3.0～4.0×10 -6 ℃ 20～400℃ 3.4～4.4×10 -6 ℃
4： 0～
5： 0×10 -6 ℃ 20～300℃ 2.9～3.9×10 -6 ℃ 20～350℃ 3.0～4.0×10 -6 ℃ 20～400℃ 3.4～4.4×10 -6 ℃
6： 2        Mo＝0.1～0.4        Cu＜0.2        Cr＜0.2Fe余Al、Mg、Zr、Ti、P、S的含量与普通封接合金要求一样。 3、如权利要求1和2所述的硅封铁镍钴合金，其特征是膨胀系数为：温度范围膨胀系数 20～200℃ 3.0～4.0×10 -6 ℃ 20～300℃ 2.9～3.9×10 -6 ℃ 20～350℃ 3.0～4.0×10 -6 ℃ 20～400℃ 3.4～4.4×10 -6 ℃

说明书

本发明属于与硅进行气密封接的铁镍钴合金，能够膨胀，其膨胀系数与硅匹配，适用于制作扩散硅力敏传感器。
    当前制作扩散硅力敏传感器必须把硅片和金属进行气密封接。封接的质量对传感器的精度影响很大。封接质量取决于合金的化学成分及该合金与硅膨胀系数的匹配情况。目前制作扩散硅力敏传感器一般采用Fe-Ni39，合金与硅封接。Fe-Ni39合金的膨胀系数只在20～200℃的温度范围内与硅匹配，故与硅封接较困难，封接应力大、热稳定性差，费用较高。

    本发明的目的是为了提供一种膨胀系数在20～400℃温度范围内与硅匹配、氧化膜致密与基体结合强度高的合金。

    本发明是通过控制极低的Si、Mn、Cu含量及一定的Co含量，使合金的膨胀系数在较宽的温度范围内与硅匹配。适当添加Mo使合金组织在负60℃以上稳定与基体结合强度高。

    发明的新合金定名为硅封铁镍钴合金。其具体化学成分（重量%）如下：

    C≤0.02        Si≤0.2        Mn≤0.35        Ni＝29.2～31.2        Co＝11.5～15.2        Mo＝0.1～0.4        Cu＜0.2        Cr＜0.2        Fe余Al、Mg、Zr、Ti、P、S的含量与普通封接合金要求一样。

    硅封铁镍钴合金用真空感应炉或非真空感应炉冶炼。冶炼浇注温度为1530～1550℃。钢锭的开锻温度为1130～1180℃，终锻温度大于900℃。热轧加热温度为1100～1150℃。该合金的热处理温度为800～1000℃，保温时间30～60分钟。

    硅封铁镍钴合金地膨胀系数如表1

    表1温度范围膨胀系数20～200℃3.0～4.0×10-6℃20～300℃2.9～3.9×10-6℃20～350℃3.0～4.0×10-6℃20～400℃3.4～4.4×10-6℃

    硅封铁镍钴合金与硅封接后，在100～60℃冲击五次，其漏气率小于6.4×10-10升·托/秒，封接强度大于100公斤/厘米2。

    本发明可与膨胀系数和硅匹配的高温玻璃熔封或静电封接，其封接强度高、应力小、封接费用低、效率高。

    实施例：

    按照本发明所设定的化学成分范围，在真空感应炉或非真空感应炉中进行冶炼。控制极低的Si、Mn、Cu、Co含量，适当添加Mo，达到要求后进行浇注，浇注温度为1530～1550℃。钢锭的开锻温度为1130～1180℃，终锻温度大于900℃。热轧加热温度为1100～1150℃。合金的热处理温度为800～1000℃，保温时间为30～60分钟。