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陶瓷封裝是一種高質量、工藝比較成熟的電子封裝形式,它相對于玻璃、塑料等其他材料的封裝,有氣密性好可靠性高等優點。陶瓷封裝釬焊有真空釬焊和還原性氣氛(氫氣釬焊等。本篇介紹陶瓷封裝外殼的真空釬焊工藝。

1.真空釬焊工藝的原理及特點

真空釬焊是指在真空條件下,通過對釬料加熱升溫使其達到熔化溫度后,利用其液態釬料的凝固及其與基體金屬之間的擴散作用實現金屬件之間連接的一種方法。其生產工藝包括釬焊前零件表面準備、零件的裝配與固定、釬料的放置、釬焊及焊后處理等工序,每道工序都會影響產品的最終質量。其中釬焊工序是形成良好的焊接接頭的決定性工序。

陶瓷封裝外殼真空釬焊工藝介紹

真空釬焊具有以下優點:

(1)真空釬焊不采用釬劑,不會出現氣孔、夾渣等缺陷,能夠顯著提高產品的抗腐蝕性,既可免除對環境的污染,又能夠為安全生產創造必要的條件;

(2)真空釬焊既可節省大量昂貴的金屬釬劑,又不需要采用復雜的焊劑清洗工序,降低了生產成本;

(3)真空釬焊釬料的濕潤性和流動性好,易于焊接形狀復雜或通道狹小的工件;

(4)適于釬焊不銹鋼、高溫合金,尤其是鋁、鈦含量較高的耐熱合金,可獲得優質的焊接接頭,也適合于鈦、鈮、鐵、鉬、錫和鉭等多種難熔合金或異種金屬的連接;

(5)由于被焊接件在真空條件下加熱,因此不會出現氧化增碳,脫碳,污染變質等問題,被焊件在爐中處于整體加熱狀態,因此熱應力可使變形量控制到最小限度;

(6)基體金屬和釬料周圍處于低壓狀態,易于排除釬焊溫度下釋放出來的揮發性雜質和氣體,可使基體金屬本身的性能得到改善;

(7)可將被焊件的熱處理工序和真空釬焊的工藝一起進行,也可以將釬焊工序安排為最終工序;

(8)真空釬焊后的工件不但表面清潔光亮,也易于對焊縫的質量進行檢查。

2.影響工件焊接質量的原因

(1)填劑不良,部分間隙未被填滿

接頭設計不合理,裝配間隙過大或者過小,裝配時零件傾斜;釬焊溫度過低或分布不均勻;釬料選用不當,如釬料的潤濕作用差,釬料量不足;釬料安置不當;焊前準備工作不佳,如清洗不凈等。

(2釬縫氣孔

接頭間隙選擇不當;釬焊前零件清潔不干凈;保護氣體去氧化作用差;釬料在釬焊時析出氣體或釬料過熱;

(3)釬縫焊渣

加熱不均勻;接頭間隙選擇不當;釬料從接頭兩面填縫;釬料與釬劑熔化溫度不匹配。

(4)釬縫開裂

由于異種母材熱膨脹系數不同,冷卻過程中形成的內應力過大;同種釬焊材料加熱不均勻,造成冷卻過程中收縮不一致;釬料凝固時,零件相互錯動;釬料結晶溫度間隔過大;釬縫脆性過大。

(5)母材開裂

母材過燒或過熱;釬料向母材晶間滲入,形成脆性相;加熱不均勻或由于剛性夾持工具而產生過大的內應力;工件本身的內應力而引起的應力;異種母材的熱膨脹系數相差過大而其延展性低;焊料流失。

(6)釬料流失

釬焊溫度過高,保溫時間過長;母材與釬料之間的作用太劇烈;釬料量過大。

文本來源:陶瓷封裝外殼釬焊工藝研究,白麗凝,王斌

封面來源:河北厚膜科技中心?,陶瓷雙列直插封裝

原文始發于微信公眾號(艾邦陶瓷展):陶瓷封裝外殼真空釬焊工藝介紹

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