硅鋁合金激光焊接的仿真及微觀分析.pdf

1、近些年來(lái)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(guò)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(guò)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(duì)電子封裝材料進(jìn)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(duì)微觀分析技術(shù)進(jìn)行了概述，對(duì)掃描電子顯微鏡和能譜儀的原理進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹，通過(guò)硅鋁合金Al4047的二次電子成像與背散射成像的對(duì)比，說(shuō)明了二次電子成像與背散射成像的不同之處，并且簡(jiǎn)單提及硅鋁合金焊縫的線掃描，對(duì)線掃描的應(yīng)用做了介紹。
　　其次，通過(guò)對(duì)三種不同硅鋁合金材料制造的失效的封裝腔體進(jìn)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(guò)運(yùn)用SEM和EDS失效分析手段來(lái)對(duì)上述兩種失效原因進(jìn)行研究并提出提高產(chǎn)品合格率的手段。
　　再次，通過(guò)對(duì)硅鋁合金4047蓋板和鋁合金6061殼體組成的微波腔體進(jìn)行焊接，通過(guò)改變焊接的工藝參數(shù)，得出了不同的焊接工藝參數(shù)對(duì)熔池尺寸大小的影響。
　　最后，針對(duì)硅鋁合金腔體進(jìn)行了有限元模擬，在ANSYS軟件中分別建立硅鋁合金