Vol.27 No.4 胡宇宁等：陶瓷外壳钎焊的工艺优化 ·471· (2)模拟带式炉生产情况.先在钎料熔点以下 同时间进行钎焊，然后推到冷却区的36组实验， 高温区(700℃左右)保温3min,再在800℃停留不 钎焊质量外观检查结果如表2所示. 表2先700℃保温，再在800℃停留不同时间的外壳钎焊质量检查结果 Table 2 Results of the quality of the packages which were firstly remaiped at 700'C and then brazed at 800'C for various hold times 钎料片宽度mm 镀镍时间min 保温时间min 1.8 1.5 1.2 1.0 0.8 0.6 4级 3级 3级 3级 2级 2级 24 3 1级 1级 1级 1级 1级 2级 3 3级 3级 1级 1级 1级 2级 14 3 1级 1级 1级 1级 1级 2级 4级 4级 4级 3级 3级 3级 g 1级 1级 1级 1级 1级 2级 3讨论 接头的条件要求较宽：如高于熔点的保温时间在 2~3min内都可以，钎料的用量也没有严格的限 从实验结果可以看出，钎焊方式、镀镍层厚 制，几乎所有宽度的钎料都可以得到很好的接 度、钎料用量和在熔点以上的停留时间都会影响 头，对镀镍层的厚度的要求也不严格，即使是4 AgCu28合金在陶瓷外壳表面的流淌过程， min的镀镍层也可以得到1级的接头. 3.1钎焊方式对钎料流淌的影响 3.2镀镍层厚度与流淌的关系 在现场高温快推条件下，由于多层石墨舟并 在同一种工艺条件相同的保温时间、相同的 排布置，室温的石墨、陶瓷外壳等直接推到高温 钎料用量情况下，比较不同厚度化学镀镍层上的 区后导致炉温骤降.要使得摆放在舟中不同位置 外壳钎料流淌的情况，可以看出，随镀层厚度的 的陶瓷外壳全部达到钎焊温度，需要较长的停留 增加，流淌现象有逐渐减轻的趋势.钎料的流淌 时间.故直接推入900℃高温区保温5min进行钎 是发生在铅垂方向布置的纤料在4J42合金引线 焊的实验样品均未焊上，而保温10min的样品完 框架与陶瓷片上的化学镀镍层之间所构成的狭 全焊上且没有流淌，这说明钎料的熔化是在5 缝里，所以不仅涉及到纤料与被焊材料之间的表 min后开始的.而在实验室的高温快推条件下，单 面张力、化学作用，而且也涉及到熔融钎料自身 只陶瓷外壳很容易达到钎焊温度，在2min左右 的重力，故钎料在水平方向上的铺展与流淌的 就可以完成钎焊过程， 情况并不完全一致.对铺展而言，在化学镀镍14 从实验结果也可以看出，不管是在现场条件 min时，钎料的铺展面积就可以很小，而对流淌 下还是在实验室条件下，高温快推法与先在接近 而言，从表2可以看出，在化学镀镍24min时，较 钎料熔点的高温下保温一段时间的方法之间存 厚的镀镍层才能对流淌起到某种作用.但即使是 在着差异.在高温快推法中要得到比较好的接头 再厚的镀镍层厚度也只是推迟了出现流淌的时 对实验的条件要求比较高：(1)在高温区的保温时 间，但不可能消除流淌. 间要严格控制在一定范围内，如现场条件下不超 3.3钎料用量与流淌的关系 过10min,而在实验室条件下不超过2min才能 比较不同钎料用量的流淌情况可以看出，存 避免钎料流淌：(2)钎料用量在1.0-1.2mm的范围 在着钎料用量的一个最佳范围，超过这一范围， 内获得较好钎焊质量的几率增大：(3)与4min的 随着钎料用量的增加流淌逐渐加剧，小于这一范 镀镍层的情况相比，镀镍层越厚钎焊的质量越 围，加强筋处的钎料就有可能不够饱满.这是由 好：(4)钎焊质量的一致性难以保证，特别是批量 于当钎料用量处于最佳范围时，陶瓷片上的镀镍 钎焊时，摆放在舟中不同位置的陶瓷外壳很容易 层和4J42合金提供的表面张力可以平衡液态钎 出现一部分发生流淌，另一部分钎焊质量较好的 料的重力，使它保存在焊缝中而不流出；但当钎 情况.而在700℃保温一段时间，再在800810℃ 料用量过多时，焊缝中的钎料重力增大，表面张 进行钎焊的方法，可以使所有部件都能受热均 力已不能维持钎料在焊缝中，于是发生了流淌， 匀，容易保证整体的钎焊质量，对得到同样质量 随着剩余纤料减少，表面张力与重力重新达到平匕】 V . 7 N 2 0 . 胡 宇 宁等 4 : 陶 瓷外 壳钎焊 的工艺优 化 模拟 带式 炉 生产 情况 2 ) ( . 先 在钎 料熔点 以下 高温 区 ( 7 ℃ 左 右 保温 0 ) i 3 m n , 再 在 8 0 ℃ 停 留不 同 时间进 行 钎焊 , 然后 推 到冷 却 区 的 36 组实 验 , 钎 焊 质 量外 观 检 查结 果如 表 2 所 示 . 表 2 先 7 0 ℃ 保温 , 再 在 8 0 ℃ 停 留不同 时 间的外 壳钎焊 质最 检查 结果 aT b l e Z 取 s u lt s o f th e q u a l ity o f t h e P a e ak g e s w h i c h w e re if rs t ly re m a i n e d a t 7 0 0 ℃ a n d t h e n b r a z e d a t 8 0 0 ℃ of r v a r i o u s h o ld ti m e s 镀 镍 时间 m/ in 保 温 时 间 m/ in 钎 料片 宽度八m n 4 4 4 级 4 级 4 级 3 级 3 级 3 级 2 1 级 l 级 l 级 l 级 l 级 2 级 3 讨论 从实 验 结果 可 以看 出 , 钎 焊 方 式 、 镀镍 层 厚 度 、 钎料 用量 和在 熔 点 以上 的停 留 时间都 会 影响 A g C u2 8 合 金 在 陶瓷 外 壳表 面 的流 淌 过 程 . 3 . 1 钎焊 方 式 对钎 料 流 淌 的影 响 在 现场 高温 快 推 条件 下 , 由于 多层 石 墨舟 并 排布 置 , 室 温 的石 墨 、 陶瓷 外 壳等 直 接推 到 高 温 区 后导 致炉 温骤 降 . 要 使得 摆放 在 舟 中不 同位 置 的陶瓷外 壳 全部 达 到钎 焊温 度 , 需 要较 长 的停 留 时 间 . 故 直接 推入 9 0 ℃ 高温 区保温 s m in 进 行钎 焊 的实 验样 品 均未 焊 上 , 而 保温 10 m in 的样 .品完 全 焊上 且 没 有 流 淌 . 这 说 明 钎 料 的熔 化 是 在 5 m in 后 开始 的 . 而在 实验 室 的高温 快推 条件 下 一 , 单 只 陶 瓷外 壳 很 容 易达 到钎 焊 温度 , 在 Z m in 左 右 就 可 以完 成 钎焊 过程 . 从 实验 结果 也 可 以看 出 , 不 管是 在现 场 条件 下还 是在 实验 室 条件 下 , 高温 快 推法 与 先在 接近 钎料 熔 点 的高温 下保 温 一 段 时 间的 方法 之 间存 在 着 差异 . 在 高温 快 推法 中要 得 到 比 较好 的接 头 对 实验 的条 件要 求 比较 高 : ( 1) 在 高温 区 的保温 时 间要严 格控 制在 一 定 范 围内 , 如现 场 条件 下不 超 过 or m in , 而在 实 验 室条 件 下 不超 过 Z m in 才 能 避 免钎 料 流淌 ; (2 )钎 料 用量 在 1 . 0一 1 . 2 m m 的范 围 内获得 较 好钎 焊 质量 的几 率增 大 ; ( 3) 与 4 m in 的 镀镍 层 的情 况 相 比 , 镀 镍 层 越 厚 钎 焊 的质 量 越 好 ; (4 ) 钎 焊 质量 的一致 性 难 以保 证 , 特 别 是批 量 钎 焊 时 , 摆 放在 舟 中不 同位 置 的 陶瓷外 壳 很容 易 出现一 部分 发 生流淌 , 另一 部 分钎 焊质 量较 好 的 情 况 . 而 在 7 0 ℃ 保温 一 段 时 间 , 再在 80 一 8 10 ℃ 进行 钎 焊 的 方法 , 可 以 使 所 有 部 件 都 能受 热 均 匀 , 容 易保 证整 体 的钎焊 质 量 , 对 得 到 同样 质 量 接 头 的条件 要求 较 宽 : 如 高于熔 点 的保温 时 间在 2一 3 m in 内都 可 以 , 钎 料 的用 量 也没 有 严格 的限 制 , 几 乎 所 有 宽度 的钎 料 都 可 以得 到 很 好 的接 头 , 对镀 镍 层 的厚 度 的要 求 也不 严 格 , 即使 是 4 m in 的镀 镍层 也 可 以 得 到 1 级 的接 头 . .3 2 镀镍 层 厚 度 与流 淌 的 关系 在 同 一种 工艺 条件 相 同 的保温 时间 、 相 同 的 钎 料用 量情 况 下 , 比较 不 同厚度 化学 镀镍 层上 的 外 壳钎 料 流淌 的情 况 . 可 以看 出 , 随镀 层 厚度 的 增 加 , 流 淌现 象 有 逐渐 减 轻 的趋 势 . 钎 料 的流 淌 是 发生 在 铅 垂方 向布置 的钎 料在 4J 42 合金 引 线 框 架 与 陶 瓷片 上 的 化 学镀 镍 层 之 间所 构 成 的狭 缝 里 , 所 以不仅涉 及 到钎 料 与被焊 材料 之 间的表 面张 力 、 化 学 作 用 , 而 且 也涉 及 到熔 融钎 料 自身 的重 力 , 故钎 料 在水 平方 向上 的铺展 “ .5] 与流 淌 的 情 况 并不 完全 一 致 . 对 铺 展 而 言 , 在 化 学镀 镍 14 m in 时 , 钎 料 的铺 展 面积 就 可 以很 小! ;e] 而对 流 淌 而 言 , 从 表 2 可 以看 出 , 在 化学 镀 镍 24 m in 时 , 较 厚 的镀镍 层才 能对 流 淌起 到某 种作 用 . 但 即 使 是 再 厚 的镀 镍 层 厚度 也 只 是 推 迟 了出现 流 淌 的 时 间 , 但 不可 能 消 除流 淌 . .3 3 钎 料 用量 与流 淌 的 关系 比较 不 同钎 料 用量 的流淌 情 况可 以看 出 , 存 在着 钎 料 用量 的一个 最 佳 范 围 , 超 过这 一 范 围 , 随着 钎 料用 量 的增加 流淌 逐渐 加 剧 , 小于 这一 范 围 , 加 强 筋 处 的钎料 就 有 可 能不够 饱 满 . 这 是 由 于 当 钎料 用量 处 于最佳 范 围时 , 陶瓷片 上 的镀镍 层 和 4 J4 2 合金 提 供 的表 面 张力 可 以平 衡 液态 钎 料 的 重力 , 使 它保 存 在焊 缝 中而 不 流 出 ; 但 当钎 料 用 量 过 多时 , 焊缝 中的钎 料 重力 增 大 , 表 面 张 力 已 不 能维 持 钎料 在 焊缝 中 , 于是 发 生 了 流淌 , 随 着剩 余钎 料 减少 , 表 面 张力 与重 力重 新达 到平