2.4.2 陶瓷与陶瓷及金属与陶瓷之间钎焊的钎料

1.对钎料的要求

由于陶瓷与金属的钎焊应当在氢气炉或者真空炉中进行，当用金属化法对陶瓷制真空电子器件进行钎焊时，对钎料有如下要求：

1）钎料中不能含饱和蒸气压高的合金元素，如Zn、Cd和Mg等，以免在钎焊过程中污染电子器件或造成电介质漏电。

2）钎料中氧的质量分数不能超过0.001%，以免在氢气中钎焊时形成水汽。

2.钎料

（1）金属钎料 陶瓷金属化后再进行钎焊，用得最多的钎料是BAg72Cu，也可以选用其他钎料。表2-24给出了陶瓷与金属钎焊时常用的钎料，它们是未加活性元素的钎料。陶瓷直接钎焊时，应该选择含有活性元素的活性钎料。表2-29给出了直接钎焊陶瓷的高温活性钎料。其二元钎料以Ti-Cu、Ti-Ni为主，这类钎料的蒸气压较低，700℃时小于1.33×10-3Pa，可以在1200～1800℃条件下使用。三元系钎料为Ti-Cu-Be或Ti-V-Cr，其中49Ti-49Cu-2Be具有与不锈钢相近的耐蚀性，而且，蒸气压较低，可以在防泄漏及防氧化的真空密封接头中使用。不含Cr的Ti-Zr-Ta系钎料，可以成功地直接钎焊MgO和Al₂O₃陶瓷，其接头可以工作在温度高于1000℃的条件下。国内生产的Ag-Cu-Ti系钎料，可以直接钎焊陶瓷与无氧铜，其抗剪强度可达到70MPa。

表2-29 直接钎焊陶瓷的高温活性钎料

（2）氧化物钎料 玻璃体法采用的钎料是利用毛细现象来实现钎焊的，这种方法不加金属钎料，而加无机钎料，如氧化物、氟化物的钎料。氧化物钎料熔化后形成的玻璃相不仅能向陶瓷渗透，而且能润湿金属表面，最后达到钎焊的目的，表2-30给出了用于陶瓷钎焊的玻璃体法氧化物钎料配方。

表2-30 用于陶瓷钎焊的玻璃体法氧化物钎料配方

注：括号中的数据为参考温度。

调整钎料配方可以得到不同熔点和不同线胀系数的钎料，以适应不同陶瓷和金属的钎焊，这种钎料实际上是渗透到陶瓷晶粒间空隙的黏结相（如Al₂O₃、Y₂O₃、MgO等）以及杂质SiO₂。钎焊在超过1530℃的高温下（约相当于Y-Si-Al-O-N的共晶点）进行，不需加压，通常用氮气保护。由于玻璃体固化后韧性极低，无法承受陶瓷的收缩，只能依靠调配其成分使其线胀系数尽可能与陶瓷的线胀系数相近。因此，这种方法的实际应用是比较困难的。