焊接材料施加在低温烧结中的应用
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【摘要】烧结中焊接材料的选择与施加对烧结成功与否起着非常重要的作用，进而对产品质量产生重要影响。经过试验与摸索，从焊接材料的施加方法和工装设计两方面对钢铁厂异型件低温烧结中焊接材料的选择与施加提出一些建议和见解。
【关键词】烧结;焊接;施加焊片;施加焊膏
一、 施加焊片
1 焊片成型方法
1.1 手工成型焊片
根据产品尺寸，如图1所示的不规则焊片选用异型件低温烧结中焊接材料的选择与施加0.08 mm厚，可用手工成型，但耗时耗力，为提高精度及效率，试用新工艺成型方法成型焊片。
1.2 激光雕刻成型焊片
绘制烧结所需焊片图形，进行氮气保护激光雕刻成型。成型后焊片表面光亮，被氧化程度低，提高了可焊性;焊片成型形状、尺寸误差小，减少了多余焊料，从而减少焊锡飞溅;但焊片边缘有微小毛刺，导致工装夹具不能压紧烧结件，造成烧结空洞。进一步选用化学腐蚀工艺成型焊片。
1.3 化学腐蚀成型焊片
由专业厂家按绘制图形腐蚀成型焊片。焊片表面残留腐蚀保护物，无光泽，影响其可焊性;焊片成型形状、尺寸误差小，焊片厚度略小于原有厚度0.08 μm，不影响焊料平铺于整个待焊接表面，对烧结质量无影响;边缘光滑，使夹具能够夹紧待烧结件，避免形成空洞。经厂家提高焊片表面洁净度处理，选定化学腐蚀工艺成型焊片。
2 焊片成型参数
首先使用与凹槽外形尺寸及图形一致的焊片成型并烧结，烧结后焊锡飞溅较多，且转角及边缘处有焊锡漫流，且有焊锡漫流至基体其他凹槽内。烧结焊片放置于待烧结凹槽内，经反复试验得知其外形尺寸及形状对烧结质量起到至关重要的作用。经多次试验及质量改进，最终摸索出适于烧结的焊片尺寸及外形设计原则，并适用于其他烧结方案。
2.1 面积参数设计
焊片宽窄各边及底边向内缩进0.1～0.2 mm，有定位销处开口直径加大，避免焊料顺定位销爬升。烧结后边缘焊锡漫流减少。其他凹槽内焊锡漫
流减少。定位销处无焊锡爬升。焊锡片缩进尺寸设计，可使焊锡片均匀平整地敷置于待烧结凹槽内，使待烧结镀金软板平整地与基体结合，烧结时有效减少空洞、漫流和飞溅。同时锡片缩进尺寸设计，减少了焊锡用量，尤其是容易漫流的边缘处焊锡用量，显著减少焊锡漫流及爬升。
2.2 导角参数设计
大面积转角处进行r 1.0 mm内导角处理，小面积转角处进行r 0.3 mm内导角处理。
烧结后转角处焊锡漫流明显减少。转角处内导角使焊锡片放置时不会在转角处产生鼓胀现象，同时减少焊锡用量，显著提高烧结质量。最终确定焊片工艺参数见表1，可取得较好烧结效果。
2.3 施加焊片
裁减后的焊锡片两面刷涂助焊剂，嵌入基体凹槽内，再嵌入被焊镀金软板，用金属对象工装压紧，可取得较好烧结效果。助焊剂的引入不仅可在烧结中去氧化，同时其固有黏性可固定柔软的焊片及被焊工件。
二、施加焊膏
使用表面贴装电子装联工艺中钢网漏印的方式施加焊膏，这种方式必须将焊料施加到一个平面上，由于基体本身为凹槽形式，不能漏印焊膏，因此将焊膏施加到被焊体棱边上。被焊体棱边前端细微正方形处必须烧结，即必须施加焊料，且烧结后整个烧结部位焊锡不能漫流，又要确保整体焊着率在95%以上，因此各部位既要均匀施加焊膏，又要有效控制焊膏量。焊膏中含有助焊剂等添加成分，在烧结过程中产生气体是造成焊接空洞增多的主要原因之一。合适的钢网开口设计不仅可以确保焊接质量，同时可有效减少空洞，除遵循常规钢网设计原则外，此部位钢网开口还应根据实际需求优化。
1 制作漏印工装
被焊体不同于印制板，没有定位孔可在漏印机内安装定位，造成漏印困难，制作被焊体漏印定位工装，四边采用过盈配合，实现其定位，如图2所示。漏印机适配钢网厚度参照焊片厚度，同时兼顾被焊体细微正方形必须焊着，经反复试验，选用0.12 mm的钢网。
2 钢网开口参数设计
被焊体棱边为细长矩形，钢网若采用与其尺寸、图形一致的开口，设备漏印时压紧盖板与钢网， 棱边必然鼓胀出钢网表面，刮刀滑动漏印焊料时，焊料被刮走。为确保被施加平面（全平面施加）不鼓胀出钢网开口，钢网开口采用棱边缩进工艺改进参数。经反复试验，确定钢网开口中间棱边按被焊体原有尺寸两边各缩0.35 mm，左右两条棱边既易被带走焊膏，又不宜焊接，两边各缩进0.05 mm。细微正方形点开口改为原有方形尺寸的内切圆开口，如图3所示。
经此参数设计，各棱边可全部高精度漏印焊膏，细微正方形处焊料饱满，即确保了漏印精度，又确保了焊料量，烧结效果良好。
最终确定施加锡铅焊膏工艺参数见表2，可取得较好烧结效果。如图4所示。
按上述原则选用及施加焊锡膏，配合后续合适的烧结工艺，可取得质量上乘的烧结效果。
参考文献
[1]张世伟. 真空烧结在电子组装中的应用技术.电子工艺技术，2011，32（3）：156-159.
[2]谢飞， 刘美钥. 真空共晶技术的研究应用[J]. 电子工艺技术，2000，11（2）： 47
[3]田芳， 乔海灵， 张爱玲. 共晶炉控制系统的开发及工艺研究[J]. 电子工艺技术， 2007， 28（6）： 348-350.
[4]原辉. 真空烧结工艺应用研究. 电子工艺技术， 2011， 32（1）：23-27.