用于钎焊的金属化陶瓷结构及其制造方法及磁控管与流程

本发明涉及陶瓷与金属钎焊领域，尤其是涉及一种用于钎焊的金属化陶瓷结构及其制造方法及磁控管。

背景技术：

在相关技术中，磁控管的阴极与输出组件主要由氧化铝陶瓷与可伐合金钎焊而成，在进行氧化铝陶瓷与可伐合金组装时需要人工放置钎料，这样容易因为人为因素而出现焊接不良现象。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本发明需要提供一种用于钎焊的金属化陶瓷结构及其制造方法及磁控管。

本发明实施方式的用于钎焊的金属化陶瓷结构的制造方法，包括：

将本体层进行金属化处理以在所述本体层的表面依次形成钼锰层及镍层；

将熔点低于所述钼锰层及所述镍层的用于钎焊的合金钎料涂覆在所述镍层的表面上以形成预钎料层；

将所述预钎料层进行烘干；

将所述预钎料层进行烧结以形成钎料层。

在由本发明实施方式的制造方法制造的用于钎焊的金属化陶瓷结构及包括用于钎焊的金属化陶瓷结构的磁控管中，由于金属化层包括钎料层，这样在金属化陶瓷结构与可伐合金进行钎焊时，可不需要人工放置钎料，从而可实现金属化陶瓷结构与可伐合金的自动化组装，从而可减少组装过程中的人为因素的影响，提高了焊接工艺的稳定性，从而降低了焊接不良率。

在某些实施方式中，所述制造方法在将本体层进行金属化处理以在所述本体层的表面依次形成钼锰层及镍层的步骤前还包括以下步骤：将所述本体层置入隧道炉中进行烧结，在所述隧道炉中对所述本体层进行烧结的温度的范围在1500℃～1650℃。

在某些实施方式中，所述制造方法在将本体层进行金属化处理以在所述本体层的表面依次形成钼锰层及镍层的步骤中还包括以下步骤：通过丝网印刷的方法将钼锰膏剂涂覆在所述本体层的表面上以形成预钼锰层，然后将所述预钼锰层置入还原性气氛的炉中进行烧结以形成所述钼锰层，然后在所述钼锰层的表面镀镍以形成所述镍层。

在某些实施方式中，所述制造方法在将熔点低于所述钼锰层及所述镍层的用于钎焊的合金钎料涂覆在所述镍层的表面上以形成预钎料层的步骤中还包括以下步骤：利用工装夹具对多个所述本体层进行定位，再通过丝网印刷的方法将所述合金钎料涂覆在所述镍层上以形成所述预钎料层。

在某些实施方式中，所述制造方法在将所述预钎料层进行烘干的步骤中还包括以下步骤：将所述预钎料层置入还原性气氛的马弗炉中进行烘干，对所述预钎料层进行烘干的温度的范围在200℃～300℃。

在某些实施方式中，所述制造方法在将所述预钎料层进行烧结以形成钎料层的步骤中还包括以下步骤：将所述预钎料层置入由还原性气体保护的马弗炉中进行烧结，对所述预钎料层进行烧结的温度的范围在700℃～850℃。

在某些实施方式中，所述还原性气体包含氢气，对所述预钎料层进行烧结的温度的范围在750℃～800℃，对所述预钎料层进行烧结的时间的范围在20min～30min。

在某些实施方式中，所述合金钎料包括银铜合金材料，所述银铜合金材料中的铜占所述银铜合金材料的质量百分数为27％～29％。

在某些实施方式中，所述钎料层的厚度的范围在1um～60um。

本发明实施方式的用于钎焊的金属化陶瓷结构包括本体层及金属化层，所述金属化层覆盖在所述本体层的表面上，所述金属化层与所述本体层紧密结合，所述金属化层包括钼锰层、镍层及钎料层，所述钼锰层连接所述本体层及所述镍层，所述镍层连接所述钼锰层及所述钎料层，所述镍层与所述钼锰层紧密结合，所述镍层与所述钎料层紧密结合，所述钼锰层隔开所述本体层及所述镍层，所述镍层隔开所述钼锰层及所述钎料层，所述钎料层由熔点低于所述钼锰层及所述镍层的用于钎焊的合金钎料构成。

在本发明实施方式的用于钎焊的金属化陶瓷结构中，由于金属化层包括钎料层，这样在金属化陶瓷结构与可伐合金进行钎焊时，可不需要人工放置钎料，从而可实现金属化陶瓷结构与可伐合金的自动化组装，从而可减少组装过程中的人为因素的影响，提高了焊接工艺的稳定性，从而降低了焊接不良率。

在某些实施方式中，所述钎料层均匀地分散在所述镍层的表面上。

在某些实施方式中，所述合金钎料包括银铜合金材料，所述银铜合金材料中的铜占所述银铜合金材料的质量百分数为27％～29％。

在某些实施方式中，所述钎料层的厚度的范围在1um～60um。

本发明实施方式的磁控管包括上述任一实施方式所述的用于钎焊的金属化陶瓷结构。

在本发明实施方式的磁控管中，由于金属化层包括钎料层，这样在金属化陶瓷结构与可伐合金进行钎焊时，可不需要人工放置钎料，从而可实现金属化陶瓷结构与可伐合金的自动化组装，从而可减少组装过程中的人为因素的影响，提高了焊接工艺的稳定性，从而降低了焊接不良率。

本发明实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施方式的金属化陶瓷结构的剖面示意图。

图2是本发明实施方式的金属化陶瓷结构的另一剖面示意图。

主要元件符号说明：

金属化陶瓷结构10；

本体层11、表面111、表面111a、金属化层12、钼锰层121、镍层122、表面1221、钎料层123。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。可以是机械连接，也可以是电连接。可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请一并参阅图1及图2，本发明实施方式的制造方法可以用于制造用于钎焊的金属化陶瓷结构10，制造方法包括：

步骤s12：将本体层11进行金属化处理以在本体层11的表面111依次形成钼锰层121及镍层122；

步骤s14：将熔点低于钼锰层121及镍层122的用于钎焊的合金钎料涂覆在镍层122的表面上以形成预钎料层；

步骤s16：将预钎料层进行烘干；

步骤s18将预钎料层进行烧结以形成钎料层123。

需要说明的是，在本发明实施方式的制造方法中，“金属化处理”指的是在本体层11上形成与本体层11紧密结合的金属层，例如钼锰层121及镍层122。

本发明实施方式的用于钎焊的金属化陶瓷结构10可以用本发明实施方式的制造方法制造，并包括本体层11及金属化层12。金属化层12覆盖在本体层11的表面上。金属化层12与本体层11紧密结合。金属化层12包括钼锰层121、镍层122及钎料层123。钼锰层121连接本体层11及镍层122。镍层122连接钼锰层121及钎料层123。镍层122与钼锰层121紧密结合。镍层122与钎料层123紧密结合。钼锰层121隔开本体层11及镍层122。镍层122隔开钼锰层121及钎料层123。钎料层123由熔点低于钼锰层121及镍层122的用于钎焊的合金钎料构成。

本发明实施方式的用于钎焊的金属化陶瓷结构10可以用于磁控管。或者说，磁控管包括金属化陶瓷结构10。需要说明的是，磁控管的阴极与输出组件可由金属化陶瓷结构10与可伐合金钎焊而成，其中磁控管可用于家用电器中，例如在一个例子中，磁控管可用于微波炉中。

在由本发明实施方式的制造方法制造的用于钎焊的金属化陶瓷结构10及包括金属化陶瓷结构10的磁控管中，由于金属化层12包括钎料层123，这样在金属化陶瓷结构10与可伐合金进行钎焊时，可不需要人工放置钎料，从而可实现金属化陶瓷结构10与可伐合金的自动化组装，从而可减少组装过程中的人为因素的影响，提高了焊接工艺的稳定性，从而降低了焊接不良率。

需要说明的是，金属化陶瓷结构10的结构没有具体的限制，可根据实际应用情况进行设置。在一些例子中，金属化陶瓷结构10呈圆柱体状或长方体状。当然，金属化陶瓷结构10的形状并不限于上述所列举的形状。

同时，本体层11主要由氧化铝材料构成。本体层11与金属化层12之间能够形成稳定的化学键，这样本体层11与金属化层12结合紧密。镍层122与钼锰层121之间能够形成稳定的化学键，这样镍层122与钼锰层121之间的相互作用力较大，即结合更紧密。镍层122与钎料层123紧密之间能够形成稳定的化学键，这样镍层122与钎料层123之间的相互作用力较大，即结合更紧密。

再有，金属化层12可完全覆盖在本体层11的表面111上，也可覆盖本体层11的部分表面111。例如在图2所示的例子中，金属化层12覆盖在本体层11的相背的两个表面111a上。如此，金属化陶瓷结构10可进行钎焊的表面积较大，这样提高了金属化陶瓷结构10的使用率。

进一步，钎料层123由用于钎焊的合金钎料构成，其中合金钎料的熔点要低于钼锰层121及镍层122的熔点。由于合金钎料的熔点较低，这样由合金钎料构成的钎料层123易于进行钎焊，同时在金属化陶瓷结构10与可伐合金进行钎焊时，能够保证钼锰层121及镍层122不受温度的影响。

在一些例子中，合金钎料包括合金材料，其中合金材料的熔点要低于钼锰层121及镍层122的熔点。由于合金钎料包括合金材料，这样由合金钎料构成的钎料层123的熔点较低，并且流动性较好，这样能够保证由金属化陶瓷结构10与可伐合金钎焊而形成的器件具有较好的气密性，从而使得由金属化陶瓷结构10与可伐合金钎焊而形成的器件能够在较高的真空环境下使用。

另外，钎料层123的结构没有具体限制，可根据具体情况进行设置。较佳地，钎料层123为层状结构。如此，钎料层123较为平整，这样利于进行钎焊，同时钎料层123具有较大的比表面积，这样提高了合金钎料的使用率。

在某些实施方式中，在步骤s12前还包括以下步骤：

步骤s11：将本体层11置入隧道炉中进行烧结。在隧道炉中进行烧结的温度的范围在1500℃～1650℃。

如此，将本体层11在1500℃～1650℃的温度条件下进行烧结不仅可除去本体层11上的微量杂质(例如本体层11内的少量气体及有机物)，并可将本体层11内的颗粒之间的空洞去除，从而提高本体层11的机械强度及耐磨性能。

在一些例子中，在步骤s11中，将本体层11在隧道炉中进行烧结的温度为1500℃、1550℃、1580℃、1600℃或1650℃。需要说明的是，将本体层11在隧道炉中进行烧结的温度并不仅限于上述例子中所列举的值。同时，将本体层11在隧道炉中进行烧结的时间可根据具体情况进行设置。

在某些实施方式中，在步骤s12中还包括以下子步骤：

步骤s121：通过丝网印刷的方法将钼锰膏剂涂覆在本体层11的表面111上以形成预钼锰层，然后将预钼锰层置入还原性气氛的炉中进行烧结以形成钼锰层121，然后在钼锰层121的表面镀镍以形成镍层122。

如此，通过丝网印刷的方法进行涂覆的方式使得形成的预钼锰层较为均匀。同时，在还原性气氛的炉中进行烧结的方式可防止预钼锰层氧化，从而保证形成的钼锰层121的纯度。

需要说明的是，“还原性气氛的炉中”中的还原性气氛可通过使用还原性氢气实现，例如在一个例子中，可将预钼锰层置入马沸炉中，然后往马沸炉中通流动的还原性氢气以保证预钼锰层为在还原性气氛下进行烧结。

同时，在钼锰层121的表面镀镍的方法可根据具体情况进行选择，例如可通过电镀镍或者化学镀镍的方法在钼锰层121的表面上形成镍层122。

在某些实施方式中，在步骤s121中，将预钼锰层置入还原性气氛的炉中进行烧结的温度范围在1400℃～1500℃。

如此，将预钼锰层在1400℃～1500℃的温度条件下进行烧结不仅可除去预钼锰层上的微量杂质(例如预钼锰层内的有机物)，并可将预钼锰层内的颗粒之间的空洞去除，并可使得本体层11与钼锰层121之间形成稳定的化学键，从而提高最后形成的钼锰层121的结构稳定性。

在一些例子中，在步骤s121中，将预钼锰层置入还原性气氛的炉中进行烧结的温度为1400℃、1420℃、1450℃、1480℃或1500℃。需要说明的是，将预钼锰层置入还原性气氛的炉中进行烧结的温度并不仅限于上述例子中所列举的值。同时，将预钼锰层置入还原性气氛的炉中进行烧结的时间可根据具体情况进行设置。

需要说明的是，将预钼锰层置入还原性气氛的炉中进行烧结的温度的值要小于或等于在隧道炉中对本体层11进行烧结的温度的值。如此，可避免由于在还原性气氛的炉中对预钼锰层的烧结温度过高而影响本体层11结构的稳定性。

在某些实施方式中，在步骤s14中还包括以下子步骤：

步骤s141：利用工装夹具对多个本体层11进行定位，再通过丝网印刷的方法将合金钎料涂覆在镍层122上以形成预钎料层。

如此，利用工装夹具对多个本体层11进行定位可保证多个本体层11的位置较为固定，从而可实现同时对多个本体层11进行合金钎料涂覆，这样提高了操作效率。同时，通过丝网印刷的方法进行涂覆的方式使得形成的预钎料层较为均匀。

需要说明的是，“工装夹具”的主要作用是对本体层11进行定位。在步骤s141中，可根据具体情况选择对应的工装夹具，只需满足能够对本体层11进行定位的作用即可。在本发明实施方式中，在将本体层11进行金属化处理以在本体层11的表面111依次形成钼锰层121及镍层122后，再利用工装夹具对多个本体层11进行定位。

在一些例子中，预钎料层的厚度的范围在1um～60um。如此，预钎料层的厚度适中，这样可保证由预钎料层烧结而形成的钎料层123具有充足的厚度进行钎焊。

在某些实施方式中，在步骤s16中还包括以下子步骤：

步骤s161：将预钎料层置入还原性气氛的马弗炉中进行烘干，对预钎料层进行烘干的温度的范围在200℃～300℃。

如此，将预钎料层在200℃～300℃的温度条件下进行烘干不仅可除去预钎料层中的杂质(例如有机物)，并可在一定程度上提高预钎料层的结构稳定性。同时，还原性气氛可防止预钎料层氧化。

需要说明的是，“还原性气氛的马弗炉中”中的还原性气氛可通过使用还原性氢气实现，例如在一个例子中，可将预钎料层置入马沸炉中，然后往马沸炉中通流动的还原性氢气以保证预钎料层为在还原性气氛下进行烘干。

同时，将预钎料层在马弗炉中进行烘干的时间可根据具体情况进行设置。例如，在一些例子中，在步骤s161中，将预钎料层在马弗炉中进行烘干的时间的范围在6h～9h。当然，将预钎料层在马弗炉中进行烘干的时间并不限于上述例子中的时间范围。

在某些实施方式中，在步骤s18中还包括以下子步骤：

步骤s181：将预钎料层置入由还原性气体保护的马弗炉中进行烧结，对预钎料层进行烧结的温度的范围在700℃～850℃。

如此，将预钎料层在700℃～850℃的温度条件下进行烧结不仅可进一步除去预钎料层中的杂质(例如有机物)，并可将预钎料层内的颗粒之间的空洞去除，并可使得预钎料层与镍层122之间形成稳定的化学键，从而最后形成结构稳定的钎料层123。同时，还原性气体保护可防止预钎料层氧化。

在某些实施方式中，在步骤s181中，还原性气体包含氢气，对预钎料层进行烧结的温度的范围在750℃～800℃。如此，还原性气体的还原效果较佳。同时，750℃～800℃的烧结温度范围适中，这样既可以保证能够形成结构稳定的钎料层123，又不会因为烧结温度过高而影响钎料层123的性能，例如导致最后形成的钎料层123变形。同样，适中的烧结温度可保证最后形成的钎料层123分散较为均匀。

在一些例子中，在步骤s181中，对预钎料层进行烧结的温度为750℃、760℃、780℃或800℃。需要说明的是，对预钎料层进行烧结的温度并不仅限于上述例子中所列举的值。

需要说明的是，对预钎料层进行烘干的温度的值要小于对预钎料层进行烧结的温度的值。这样可防止对预钎料层进行烘干的温度过高而影响最后形成的钎料层123的结构的稳定性。同时，步骤s161中的将预钎料层置入由还原性气体保护的马弗炉中进行烧结的温度的值要小于步骤s121中的将预钼锰层置入还原性气氛的炉中进行烧结的温度的值。如此，可避免由于在还原性气体保护的马弗炉中对预钎料层的烧结温度过高而影响钼锰层121或镍层122的结构稳定性。

在某些实施方式中，在步骤s18中，对预钎料层进行烧结的时间的范围在20min～30min。如此，对预钎料层进行烧结的时间适中，这样既可以保证能够形成结构较为致密且稳定的钎料层123，又不会因为烧结时间过长而影响钎料层123的使用性能，例如导致最后形成的钎料层123变形。

在一些例子中，对预钎料层进行烧结的时间的为20min、22min、25min、27min或30min。需要说明的是，对预钎料层进行烧结的时间并不限于上述例子中所列举的值。

在某些实施方式中，合金钎料包括银铜合金材料。银铜合金材料中的铜占银铜合金材料的质量百分数为27％～29％。如此，合金钎料的熔点较低，并且具有较好的流动性，这样使得钎料层123的润湿性及稳定性较好，从而能够保证由金属化陶瓷结构10与可伐合金钎焊而形成的器件具有较好的气密性。同时，钎料层123的制造成本较低。

在一个例子中，银铜合金材料中的铜占银铜合金材料的质量百分数为28％。在某些实施方式中，钎料层123的厚度的范围在1um～60um。如此，钎料层123的厚度适中，这样可充分保证使用钎料层123进行钎焊的有效性，同时可防止浪费合金钎料。

在某些实施方式中，钎料层123的厚度的范围在10um～45um。钎料层123具有较佳的厚度，这样能够保证金属化陶瓷结构10与可伐合金钎焊后的各处具有较佳的性能。

在一些例子中，钎料层123的厚度为10um、15um、20um、25um、28um、30um、35um、40um或45um。需要说明的是，钎料层123的厚度并不限于上述所列举的值。

在某些实施方式中，在金属化陶瓷结构10中，钎料层123均匀地分散在镍层122的表面1221上。

如此，钎料层123分散较为均匀，这样利于进行钎焊，并能够保证金属化陶瓷结构10与可伐合金钎焊后的各处性能的一致性，同时钎料层123具有较大的比表面积，这样提高了合金钎料的使用率。

在本发明实施方式中，在使用本发明实施方式的制造方法制造用于钎焊的金属化陶瓷结构10时，可先在镍层122的表面1221上形成一层厚度均匀的预钎料层，然后再将预钎料层在适中的烧结温度下进行烧结以形成均匀地分散在镍层122的表面1221的钎料层123。其中，对预钎料层进行烧结的适中的烧结温度是形成均匀的钎料层123的必要条件，其可参考其他实施方式中的对预钎料层进行烧结的温度的值，例如对预钎料层进行烧结的烧结温度可为750℃。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。