真空钎焊在陶瓷-金属封接中的应用——半导体设备真空部件的关键连接技术

发布时间：

2026-11-12

【概要描述】陶瓷-金属封接是半导体设备真空部件制造中的关键技术。本文介绍真空钎焊在陶瓷-金属封接中的工艺原理、技术难点及典型应用。

陶瓷是优秀的绝缘体和耐腐蚀材料，金属是导电和导热的主力。半导体设备里很多关键部件需要同时发挥两种材料的优势——比如真空腔体的电极引入端子，要求陶瓷部分绝缘、金属部分导电，两者之间还要做到真空级气密。把陶瓷和金属牢牢地封在一起，就是陶瓷-金属封接技术要解决的事。

这项技术的难点很明确。陶瓷的热膨胀系数与铜、铝等金属差异显著，温度一变，界面上的热应力就可能把封接处拉裂。目前主流的封接工艺有三种：活性钎焊、金属化法和压封法。

活性钎焊是直接在陶瓷表面用活性钎料进行焊接。钎料里添加了钛、锆等活性元素，在高温下这些元素和陶瓷发生化学反应，形成一层过渡层，把陶瓷和金属“粘”在一起。活性钎焊的优点是工艺相对简单，封接强度高，适合氧化铝陶瓷与不锈钢、可伐合金的封接。活性钎焊接头的氦气泄漏率可以做到满足半导体设备的真空密封要求，前提是封接面的平面度控制在合理范围内，钎焊温度曲线精确控制。

金属化法是先在陶瓷表面烧结一层金属层，通常用钼锰法，让陶瓷表面“变成”金属，然后再用常规钎料把这层金属化的陶瓷和金属件焊接在一起。金属化法的优势是封接温度更高，适合高温真空部件。