硅鋁合金激光焊接的仿真及微觀分析.pdf

1、近些年來硅鋁合金被廣泛用作微波電子封裝材料。硅鋁合金材料的熱膨脹系數(shù)小且與電子器件硅板的熱膨脹系數(shù)相近，密度比柯伐合金等微電子封裝材料低，和鋁合金一樣有著很高的導(dǎo)熱系數(shù)，通過調(diào)整硅在鋁中的百分比含量可以制得不同性能的硅鋁合金。微波器件屬于精密電子器件，體積小，封焊溫度不能過高，不適于采用電弧焊等焊接方法。激光具有較高的能量和較小的加熱區(qū)域允許對電子封裝材料進行焊接密封。但是硅鋁合金材料中有大塊的初晶硅顆粒以及表面附著一層薄的氧化層等因素

2、容易造成激光焊接后腔體的漏氣失效，而且焊接工藝參數(shù)的控制也影響著焊接的效果。
　　本文首先對微觀分析技術(shù)進行了概述，對掃描電子顯微鏡和能譜儀的原理進行了簡要的介紹，通過硅鋁合金Al4047的二次電子成像與背散射成像的對比，說明了二次電子成像與背散射成像的不同之處，并且簡單提及硅鋁合金焊縫的線掃描，對線掃描的應(yīng)用做了介紹。
　　其次，通過對三種不同硅鋁合金材料制造的失效的封裝腔體進行分析，得到導(dǎo)致腔體漏氣失效的原因主要是有兩種

3、：1）硅鋁合金材料不適合焊接；2）焊接操作不當(dāng)生成裂紋、氣孔、夾渣、焊縫覆蓋不完全等缺陷導(dǎo)致封裝腔體漏氣。通過運用SEM和EDS失效分析手段來對上述兩種失效原因進行研究并提出提高產(chǎn)品合格率的手段。
　　再次，通過對硅鋁合金4047蓋板和鋁合金6061殼體組成的微波腔體進行焊接，通過改變焊接的工藝參數(shù)，得出了不同的焊接工藝參數(shù)對熔池尺寸大小的影響。
　　最后，針對硅鋁合金腔體進行了有限元模擬，在ANSYS軟件中分別建立硅鋁合金