压焊方法及设备第十三章PPT课件

5)接头温升不高而不出现熔化状态，不产生类似 电弧焊接头的软化区、热影响区，也不生成脆 性金属间化合物；特别是冷压焊时焊接过程中 不产生热量，材料结晶状态保持不变。
6)凡具有一定塑性的金属(Al、Ag、Cu、Cd、Fe、 Pb、Sn、Ti、Zn等)及其合金都可以进行焊接， 特别适合于异种金属(包括有限互溶，液相、 固相不相容的非共格金属间的组合)和对升温 很敏感材料的焊接。
4)表面粗糙度对变形量有影响，在真空精密焊接 条件下，待焊界面的粗糙度越小，所需的最小 变形量也越小。
5)焊接温度对变形量也有影响，和扩散连接一样， 提高焊接温度可以减小变形量，从而减小焊接 压力和变形。
6)超高真空变形焊可以消除氧化膜的影响，使各 种金属的焊接性差异很小，其变形量只有大气 中变形焊的6％，属精密焊接．压痕最小，耗 能也少。
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13.2.4 超高真空变形焊工艺
超高真空变形焊不存在 氧化膜的再生问题，所需的 变形量是为了使两界面上金 属原子接近到形成接触键合 的程度。带有氧化膜的构件 在真空中施焊时氧化膜很难 通过挥发而自行消失，必须 在焊前进行清理。
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（1）清理方法 在真空条件下进行变形焊时， 可以先采用机械清理方法，在充高纯氩气的真 空室内进行。工件放入后再抽真空。
热装置，焊接设备的制造成本低，结构简单； 特别是冷压焊可以节约大量电能，并节省由于 焊接加热需要的辅助时间。 3)不使用焊剂，接头不需要焊后清洗，不存在接 头使用中因钎剂引起的腐蚀问题。 4)焊接参数由模具尺寸决定，不需要像电弧焊接 那样调节电流、电压、焊接速度等多个参数， 5 易于操作和实现自动化焊接。
径选择不仅要考虑设备能够提供的最大输出焊接压 力，还要考虑工件总厚度。当焊机功率确定之后， 焊接件总厚度越小，选用的压轮直径可相应减小。
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13.2.3 热压焊工艺
热压焊在半导体器件的引线连接中得到 了广泛的应用，其焊接本质与冷压焊完全相同， 只是在加热的条件下施加压力，使待焊金属界 面产生足够的塑性变形，达到金属原子间的结 合而形成优良的焊缝。
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13.2 变形焊工艺
13.2.1 工艺特点 1）焊接时产生变形，变形量是实现两界面键合
的重要条件。 2)焊接所需的最小变形量根据外界条件不同而异，
如在大气和室温下的变形焊，其最小变形量均 在60％以上。 3)利用纯氩气氛保护，并在室温焊接条件下进行 焊接时，所需的最小变形量可在20％以下。在 超高真空条件下进行变形焊接，其最小变形量 11 可在5％以下。
1、典型结构的冷压焊
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2、金丝球热压焊 金丝球热压焊主要应用于电子微型焊接
领域，是将μm的金丝焊接在nm级的铝金属膜 上。
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热压焊的焊接参数
(1)卧式搭接热压焊 其焊接温度、焊接压力和 焊接时间三者互相影响，加热温度较高时，压 力可减小，加压时间也可以相应的缩短；压力 还与搭接面积有关，当搭接面积增大时，相应 的焊接压力增大；采用的引线材料不同，压力 也不同，当用铝丝做引线时，所施加的焊接压 力比金丝引线要小。
(2)金丝球式热压焊 金丝球热压焊主要应用于 硅半导体芯片引线的连接。
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3、变形焊接头形式 搭接变形焊主要用于箔材、板材的连。
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热压焊主要将金属引线直接搭接在基板 导体或芯片的平面上
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4、变形焊机理及接头组织形态
变形焊的机理比较简单，主要是待焊试 件在所加压力的作用下。通过材料的物理接触 使待焊试件产生大的变形，在变形时表面的氧 化膜破裂并通过材料的塑性变形被挤出连接界 面，使纯金属相互接触，并发生键合而形成牢 固的连接接头。
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13.2.2 冷压焊工艺
1、材料的焊接性 冷压焊主要适用于硬度不高、塑性好的
金属薄板、线材、棒材和管材的连接。特别适 宜于在焊接中不允许接头升温的产品。
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2、表面状态
（1）表面粗糙度 一般来说，冷压焊对待焊表面粗糙度没有
很高的要求，经过轧制、剪切或车削的表面都 可以进行冷压焊。带有微小沟槽不平的待焊表 面，在挤压过程中有利于界面的切向位移，对 焊接过程有利。
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（2）待焊表面的清洁度 待焊表面的油脂、污染物、水膜及其他有
机杂质是影响冷压焊质量的主要因索之一。在 冷压焊过程中，这些杂质将被压延成微小的薄 膜，不论焊接件产生多大的塑性变形量，都无 法将其彻底挤出结合面，因此必须在焊前采用 化学溶剂清洗或超声波净化的方法去除。
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3、塑性变形量 冷压焊接时所需的最小塑性变形量是控制焊接
质量的关键参数，也是判断材料冷压焊接性好坏的 一个指标。材料的塑性变形量越小，冷压焊接性就 越好。
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4、焊接压力 冷压焊的能量是靠压力而获得的。搭接
冷压焊时压力通过压头传递到待焊部位；而对 接冷压焊时，压力通过夹头夹紧传递到待焊构 件的界面上。
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5、压轮直径 冷滚压焊时需要选择合理的压轮直径，压轮直
第十三章 变 形 焊
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整体概况
概况一
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01
概况二
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02
概况三
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03
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一、定义 变形焊是在外加压力的作用下，待焊金
属产生塑性变形而实现固态连接的一种压焊方 法。变形焊通常在室温或100～350℃条件下的 大气、惰性气体或超高真空中进行。
（2）真空度的确定 清理过的被焊界面经过 一段时间仍然会在界面上吸附一层气体，这层 气体仍然是金属键合的障碍。
（3）变形量的确定 超声真空冷压焊所需的 变形量较小，该变形量与界面的粗糙度和材料 的弹性变形量有关系。界面的粗糙度越小，变 形量越小；反之选取大的变形量。
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13.3 典型材料及构件的焊接
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13.1 变形焊概述
1、变形焊分类 变形焊大体分为三种类型：室温下进行
的变形焊称为冷压焊；温度在300℃左右的变 形焊称为热压焊，该方法有工作台加热、压头 加热、工作台与压头同时加热三种形式。主要 用于微型件的精密连接：在超高真空中进行的 变形焊，称为超高真空变形焊。
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2、变形焊的特点
1)焊接时不需要添加焊丝、焊剂等焊接材料。 2)由于焊接温度一般低于350℃，不需要高温加