電真空器件用貴金屬釬料濺散性影響因素蔣傳貴,歐陽(yáng)遠良,王海燕,賴(lài)忠(貴研鉑業(yè)股份公司,云南昆明650221)是原料中含有氧?;貭t料中含有CuO和Cu2;采用2- 3次高真空重熔是解決電真空器件用貴金屬釬料濺散性問(wèn)題的根本方法。
電真空器件用貴金屬釬料除合金的成分必須符合國家標準外,焊料的濺散性己列為考核釬料質(zhì)量的重要指標。攻關(guān)前使用的電真空器件用貴金屬釬料,在釬焊過(guò)程中焊料熔化時(shí)產(chǎn)生濺散,釬焊后焊縫不致密,氣密性差;焊件間相互接觸不良,致使器件短路,造成“燒管”現象。
不僅釬焊時(shí)的成品率低,而且嚴重影響電真空器件的可靠性、穩定性和使用壽命,直接影響國家重點(diǎn)工程的裝備。為此,國防科委、電子部軍工基礎局和眾多電真空器件制造廠(chǎng)均要求解決電真空器件用貴金屬釬料濺散性的質(zhì)量問(wèn)題。
經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗對影響釬料濺散性的因素,從原料、熔鑄及加工工藝、真空退火工藝等方面進(jìn)行了系統的研究,探索出影響因素并在數十噸的生產(chǎn)實(shí)踐中得到了驗證。經(jīng)過(guò)大批量規?;a(chǎn)的電真空器件用貴金屬釬料,完全滿(mǎn)足軍用和民用電真空器件用貴金屬釬料的要求,產(chǎn)品濺散性達到GB490685和GB標準無(wú)濺散要求。
電真空器件所使用的貴金屬焊料,主要是AgCu合金,所占比例在90%以上。焊料的濺散性是電真空行業(yè)的特殊要求,特別是軍用高可靠器件對焊料的濺散性要求。因此,徹底解決AgCu焊料的濺散性是解決電真空器件用貴金屬釬料濺散性的關(guān)鍵。
1AgCu焊料產(chǎn)生濺散的原因1.1濺散性實(shí)驗電真空器件用貴金屬釬料,一般都是在氫氣保護下進(jìn)行釬焊也有在真空條件下進(jìn)行釬焊的。AgCu合金的熔點(diǎn)為779°C,釬焊溫度為780-830在此溫度區域內,AgCu熔體中游離的氧與釬焊爐內的氫發(fā)生反應而生成H2,高溫下水蒸氣裹攜著(zhù)AgCu熔體飛濺到Ni蓋板上而成為濺散點(diǎn)。
AgCu焊料中氧含量越高,造成的濺散越嚴重。因此,解決濺散的關(guān)鍵就是解決釬料在熔鑄過(guò)程中的除氣問(wèn)題,不同的除氣熔鑄工藝,對合金的濺散性檢驗結果影響較大(見(jiàn)表1)1.2AgCu焊料中氧的來(lái)源1.2.1原料帶來(lái)的氧銀銅合金在熔煉時(shí)容易吸氣,主要是銀能溶解氧,并在熔點(diǎn)時(shí)達到最大值,見(jiàn)表2.熔融狀態(tài)的銀能溶解超過(guò)其體積20倍的氧,如果在熔煉時(shí)不能將銀很好地除氣,勢必造成焊料本身含有大量的氣體則焊接時(shí)凝固過(guò)程中就會(huì )放出大量的氣體,產(chǎn)生金屬?lài)姙R現象,AgCu合金焊料產(chǎn)生濺散的重要原因。另一方面,作為配料用的Cu,分為2種:一種是無(wú)氧銅,另一種是電解銅。
無(wú)氧銅由于含氧量及低,其Cu2的含量少,而電解銅由于含有一定量的Cu2,因而,也是造成焊料濺散的原因。因此,在配制含Cu無(wú)濺散合金釬料是,最好采用無(wú)氧銅作為合金原料。
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