微组装工艺

封装平行缝焊技术探究

时间:2025-07-31 09:30 作者:小编 分享到:

    对壳体及盖板之间进行平行缝焊的封焊试验,研究焊接工艺参数对焊缝及焊接质量的影响。本文分析了在试验过程中出现的问题,剖析了产生问题的原因,通过对比不同参数的焊接效果对封焊参数进行摸索,最终得到优化参数,获得良好的焊接效果,为微系统封装中平行缝焊技术提供参考。
    近年来,电子系统广泛应用在航空、航天、航海、铁路等领域,随着市场对电子系统小型化、智能化的迫切需求,微系统技术取得了长足的发展。随着系统的互连密度越来越大、封装尺寸越来越小,一系列新型工艺技术推动电子封装技术向更高技术方向发展,微系统化对微封装技术提出了巨大的挑战,成为军用电子产品小型化、多功能、高性能发展的重要方向。平行缝焊技术是微系统封装的一个重要方向,通过利用两个圆锥形滚轮电极压住待封装的金属盖板和管壳,在滚轮电机的压力下,形成一连串焊点,实现整个外壳的封装。这种气密性封装技术由于自身具有很多优点,且工艺发展成熟,在封装领域已广泛应用。
平行缝焊工作原理
    平行缝焊本质上属于电阻焊。从电源一侧流出的电流流过电极,通过电极与盖板间的接触点,再流过盖板本体,到电极,最后返回电源。不排除部分来自电极的电流没有直接通过盖板中心,而是穿透盖板到达待封装壳体底座返回另一侧盖板。电源通电时,电极在移动的同时通过电极轮转动。电源传递的总功率一部分转换成电源内部热量,一部分消耗在接线上,还有一部分消耗在盖板内,但大部分消耗在电极和盖板的接触点处,产生焦耳热量,使盖板与围框之间局部形成熔融状态,凝固后形成一连串的焊点。
平行缝焊技术而言,封焊速度也是影响焊接质量的关键控制点之一。系统提供连续的脉冲串,脉冲周期为TPW。当脉冲提供的能量足够大时,即可以熔化电极所在范围内的金属材料,此时封焊速度越高,越倾向于使焊点变大;当脉冲不能提供足够能量时,焊接速度越高,焊点反而要减小。此时焊点重合率低,易产生裂纹及焊缝不完整等情况;焊接速度过低,能量聚集明显,管壳温度升高,易产生气孔及轨迹不平整等现象。因此,为了获得较好的焊接效果,形成气密焊缝,需要在正式焊接产品之前进行一系列参数试验及调整,使参数达到最优匹配,有效提高封装成品率。
    电极压力直接影响接触电阻的大小。增加压力时,金属材料保持熔化状态的温度范围变大,温度的控制作用减弱;接触电阻变小,使得盖板与壳体接触点处分到的功率变小,总能量减少,造成能量损耗;消耗在盖板和底座之间的能量增加,可能会造成内部电路能量过高等缺陷。较大压力使盖板和底座间的热传导性能增加,有助于熔焊。



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