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陶瓷封裝是一種高質(zhì)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(yōu)點(diǎn)。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。
真空釬焊是指在真空條件下,通過對釬料加熱升溫使其達(dá)到熔化溫度后,利用其液態(tài)釬料的凝固及其與基體金屬之間的擴(kuò)散作用實(shí)現(xiàn)金屬件之間連接的一種方法。其生產(chǎn)工藝包括釬焊前零件表面準(zhǔn)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(chǎn)品的最終質(zhì)量。其中釬焊工序是形成良好的焊接接頭的決定性工序。
真空釬焊具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)真空釬焊不采用釬劑,不會出現(xiàn)氣孔、夾渣等缺陷,能夠顯著提高產(chǎn)品的抗腐蝕性,既可免除對環(huán)境的污染,又能夠?yàn)榘踩a(chǎn)創(chuàng)造必要的條件;
(2)真空釬焊既可節(jié)省大量昂貴的金屬釬劑,又不需要采用復(fù)雜的焊劑清洗工序,降低了生產(chǎn)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(fù)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(yōu)質(zhì)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(xiàn)氧化增碳,脫碳,污染變質(zhì)等問題,被焊件在爐中處于整體加熱狀態(tài),因此熱應(yīng)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(tài),易于排除釬焊溫度下釋放出來的揮發(fā)性雜質(zhì)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(jìn)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(zhì)量進(jìn)行檢查。
(1)填劑不良,部分間隙未被填滿
接頭設(shè)計(jì)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(dāng),如釬料的潤濕作用差,釬料量不足;釬料安置不當(dāng);焊前準(zhǔn)備工作不佳,如清洗不凈等。
(2釬縫氣孔
接頭間隙選擇不當(dāng);釬焊前零件清潔不干凈;保護(hù)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(dāng);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(shù)不同,冷卻過程中形成的內(nèi)應(yīng)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(jié)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(chǎn)生過大的內(nèi)應(yīng)力;工件本身的內(nèi)應(yīng)力而引起的應(yīng)力;異種母材的熱膨脹系數(shù)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。
封面來源:河北厚膜科技中心?,陶瓷雙列直插封裝
原文始發(fā)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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