金属—玻璃封接中4J29可伐合金的氧化认识

‌ 匹配的金属—玻璃封接对于高可靠性的封装是十分重要的，通常由可伐合金与硬玻璃直接封接实现。良好的封接可以使外壳具有较高的气密性和封接强度，封接质量的好坏在很大程度上取决于金属—玻璃封接界面的质量。由于化学键的不同，金属本身并不能与玻璃封接。可伐合金与玻璃的封接实际上是将可伐合金进行预氧化处理，然后在高温下可伐合金的氧化膜与玻璃浸润融合，即金属和玻璃是通过金属表面的氧化物才能紧密结合在一起。因此，可伐合金的预氧化处理对于高质量的金属—玻璃封接是至关重要的。

      可伐合金是以Fe为基础的Fe-Ni-Co合金，由于其膨胀系数与硅硼硬玻璃接近，通常用作电子器件的密封结构材料。这种合金氧化主要生成铁的氧化物，从内到外依次是FeO、Fe₃O₄、Fe₂O₃，其中Fe₃O₄和FeO结构致密且与玻璃和金属结合紧密，能使封接致密，而Fe₂O₃的结构疏松，粘附性差，封接后容易漏气。研究表明在N₂/H₂/H₂O混合气氛中氧化处理能抑制α—Fe₂O₃的出现。另一方面，合适的氧化膜厚度对于金属—玻璃气密封接也是关键的，过薄将使封接强度不高，够厚除了会降低封接强度，还可能导致慢性漏气。

      有些厂家的可伐合金预氧化处理是在湿氢中脱碳除气工艺后直接暴露在大气中，通过空气氧化实现的，一般没有专门的预氧化技术。由于出炉温度、环境温度、湿度、冷却速度不尽相同，难以保证可伐合金预氧化后氧化膜的成份，厚度及一致性，因而不能保证产品的质量。