铝硅材料AlSi的封装管壳焊接知识分享-陕西普微电子封装材料定制

一、铝硅材料 AlSi 焊接起来啥特点？

1.热胀冷缩闹矛盾：铝硅合金这材料，它热胀冷缩的程度跟陶瓷基板、芯片这些常用的封装材料不太一样。焊接的时候，还有往后用的时候，因为热胀冷缩的速度不一样，就特别容易在焊点那儿产生应力集中。时间长了，焊点就可能裂开，整个封装结构也得跟着遭殃。
硅颗粒太 “脆弱”：铝硅材料里有硅颗粒，这硅颗粒性子脆。焊接的时候，温度变化大，硅颗粒周围就容易出现裂纹。而且这材料对焊接用的参数、焊接面的结构啥的，可敏感了。
2.氧化膜来捣乱：铝这东西，在空气里特别容易氧化，表面就会形成一层氧化铝薄膜。这氧化铝熔点高得很，会挡在那儿，让金属之间没办法好好结合，还容易造成夹渣的问题。更麻烦的是，氧化膜还会吸水，焊接的时候，焊缝里就容易出现气孔。
3.散热太快不好办：铝硅材料导热快，比热容也大。焊接的时候，热量一下子就传到材料里面去了，就得用更多的热量来焊接。这不仅会让焊接影响到的区域变大，还得提前给材料预热。

二、常用的铝硅材料焊接工艺方法有哪些？

1.激光焊接
激光焊接的好处：激光能量集中，能一下子就把材料加热，对周围的影响小，也不用额外加焊料，而且能精准控制焊接路径。用它来焊接铝硅封装管壳，能做到高精度，对管壳里面的元器件影响也小，特别适合要密封好的焊接。
激光焊接要注意啥：激光焊接得把功率、脉冲时间、脉冲频率这些参数调好，离焦量也得选对，一般用负离焦。焊接的面得平平整整、干干净净，焊之前得用超声清洗，再烘干。为了减少热应力，还得选合适的脉冲波形，像那种分好几段升温、保温、降温的波形就挺好用。
2.平行缝焊
平行缝焊的优势：平行缝焊属于电阻焊，用双点平行焊的方式，能把封装做得严严实实，密封性特别好，很适合微电子管壳这类对气密性要求高的产品。
平行缝焊的要点：得控制好电极轮的压力，压力得均匀，不然容易打火，焊缝也不匀。盖板表面得干干净净，脏了就容易打火，把电极轮和产品都给弄坏了。要是产品尺寸大，还得注意焊接的时候震动会不会影响压力，必要的时候可以用砝码来稳定压力。

三、铝硅材料焊接前需要做好那些准备工作？

把材料表面弄干净：可以用机械打磨、化学清洗或者超声清洗的办法，把管壳和盖板表面的油污、氧化物这些脏东西都去掉。只有表面干净了，焊接质量才好，能避免气孔、夹渣这些问题。
稳稳地装夹固定：得用合适的夹具，把管壳和盖板装夹得稳稳当当，保证焊接的间隙均匀，焊接的时候别让它们乱动，不然焊接精度和质量就没法保证了。要是薄壁的梯度硅铝管壳，还能用散热铝板和约束块来帮忙装夹。
把环境控制好：焊接之前，把要焊的铝硅封装管壳放在干燥、干净的地方。要是有需要，还可以用真空干燥箱烘干，把材料表面吸附的水分去掉。

四、焊接完之后需要做哪些工作？

看看外观有没有问题：检查一下焊缝表面是不是光溜、连续，有没有裂纹、气孔、夹渣这些毛病，焊缝的宽度和高度是不是符合要求。
查查气密性咋样：用氦质谱检漏这些办法，检测一下封装管壳的气密性。得保证管壳里面和外界隔开，这样元器件的性能和可靠性才有保障。
把应力消除掉：要是有需要，就用退火的办法，把焊接留下来的应力去掉。不然以后用的时候，应力释放出来，焊点可能就裂开了，管壳也可能损坏。

五、铝硅材料焊接常见问题和解决办法

裂纹问题咋解决：焊接的时候，控制好热量，选对焊接参数和脉冲波形，别让温度变化太剧烈。安排好焊接顺序，减少热应力集中。焊接之前给管壳预热，焊完慢慢冷却，降低冷却速度。
气孔问题咋处理：焊件表面的氧化物和水分得清理干净，保证焊接材料是干燥的。焊接的时候，把焊接区域保护好，别让空气里的水分跑到熔池里去。适当把焊接速度提一提，让气泡有时间跑出来。
未焊透咋搞定：调整一下焊接参数，增加焊接用的能量，保证焊缝的金属能充分熔化。检查一下焊接的间隙，看看对中对得准不准，得让焊接能量能顺利传到要焊接的地方。