分析影響平行縫焊效果的各種工藝引數
郭劍波， 孫銀虎， 蘇心悅.
天水749電子***
摘要：平行縫焊是積體電路管殼的氣密密封的一種手段，是一種熱應力低、可靠性高的氣密密封。 平行縫焊的最佳效果是殼體回流區連續無空隙，殼體溫度不會太高。 本文主要關注如何達到平行縫焊的最佳效果，從平行縫焊的工作原理出發，分析平行縫焊的主要工藝引數，並描述各引數變化對平行縫焊發熱的影響以及如何相互配合以獲得平行縫焊的最佳效果。 最後，給出了具體的例子來說明如何設定每個引數以獲得最佳結果。 因此，在平行縫焊的過程中，必須注意縫焊引數的選擇，以確保最佳的縫焊效果。
1 引言。 平行縫焊是一種對積體電路管殼進行氣密封裝的手段，它是一種低熱應力、高可靠性的氣密密封，為了獲得高質量的縫焊效果，平行縫焊之間的各工藝引數相互配合是必不可少的。 我們先從平行縫焊工藝引數入手，根據實際操作經驗，談談如何獲得平行縫焊的最佳效果。
2 平行縫焊的最佳效果說明。
平行縫焊是在平行縫焊系統的幫助下完成的，通過該系統，兩個錐形電極與蓋板接觸，為電流提供閉環。 當兩個電極沿金屬蓋邊緣滾動時，一系列短的高頻功率脈衝訊號在兩個電極之間通過，在電極與蓋的接觸點產生極高的區域性熱量，導致蓋板熔化和回流，從而形成完整連續的縫焊區域。 高質量的縫焊結果意味著回流焊區域是連續的，無氣孔，殼體溫度不會太高。 因此，通過以最少的總能量輸入對套管進行縫焊來實現這種效果非常重要，這樣可以在不使套管過熱的情況下熔化金屬。 過熱會導致金屬顆粒膨脹，從而產生微裂紋或縫隙。 金屬必須在短時間內熔化和回流，這個時間必須小於熱量傳遞到殼體所需的時間，以免殼體本身過熱。
3 影響縫焊熱的工藝引數。
平行縫焊工藝是乙個節能的過程，我們設定電流為一系列均勻的脈衝訊號，並且有穩定的縫焊速度，那麼縫焊熱可以用公式（1）表示：
energy =[**g·power]×t= v 2 rms /r c ×[pw/prt]×t （1）
在式（1）中，v是通過電極的電壓; r c為兩個電極與蓋板的接觸電阻; PW為脈衝寬度，單位為ms; PRT是脈衝重複時間，單位為ms，是指連續脈衝上公升沿之間的時間間隔。
影響平行縫焊發熱的引數有幾個：縫焊功率、脈衝寬度、重複時間、電極壓力、焊接速度等。 改變這些引數中的任何乙個都會影響縫焊過程中產生的熱量，根據公式（1）分析如下。
平行縫焊的焊接訊號是一系列脈衝列，每個脈衝列包含乙個或多個脈衝，脈衝寬度決定了每個脈衝列的大小，重複時間決定了脈衝重複的頻率。 注意：對於同乙個殼體，一旦設定了脈衝寬度和重複時間，它們通常保持不變，兩者的比率的微小變化都會對傳遞到殼體的實際焊接功率產生很大的影響。 縫焊功率決定了脈衝序列的幅值，縫焊功率、脈衝寬度和重複時間的組合可以精確控制傳遞到殼蓋的有效功率。 電極壓力是指在縫焊過程中，電極加在蓋板上的壓力，電極壓力直接影響電極與蓋板的接觸電阻，電極壓力越大，接觸電阻越小。 縫焊速度是指縫焊時管殼在焊條下方的移動速度，縫焊速度對縫焊熱也有一定的影響，移動速度越快，需要的熱量就越多。
能量 = 功率時間 （2）。
速度快時，時間越短，因此必須增加功率。 但是，能量方程不是完全線性的，因此引數必須相互協調，以達到最佳焊接效果並降低外殼溫度。
4.工藝引數的最佳組合。
縫焊過程中的能量控制可以用圖1、圖2、圖3來表示。 圖1 縫焊功率由一系列1kHz功率訊號調整決定。 在圖2中保持較低的有效功率，使器件能夠在不過熱的情況下冷卻; 高峰值功率保證了良好的回流焊。 圖 3 中正確選擇脈衝引數可實現連續的縫焊，向器件傳遞的熱量非常少。
圖 1 和圖 2 沒有表示焊接過程中的縫焊速度，但速度可以通過圖 3 中的重疊回流焊區域來表示，每個回流焊區域代表一系列功率爆發產生的熱量。 在節能型縫焊過程中，影響平行縫焊熱量的工藝引數會發生變化，但這些變化的結果需要產生一系列重疊的回流焊區域，如圖 3 所示，同時保持殼體溫度過高。
從圖 1 和圖 2 中可以看出，加熱是在 PW 時間內從電極消耗到覆蓋表面的功率完成的（圖 1），冷卻是在 （PRT-PW） 時間間隔內完成的。 通過使用 1kHz 的脈衝訊號和可程式設計的占空比，平行縫焊系統允許金屬快速回流，而不會超過管殼的加熱時間常數，從而在焊接過程中保持積體電路冷卻。 在一系列“”形 1kHz 動力傳動系中，每個 PRT 週期中乙個 PW 的脈衝提供焊接輸入功率，從而產生如圖 3 所示的重疊效應。
因此，為了減少管殼的熱量，脈衝在脈衝週期中必須短，但脈衝還必須提供足夠的功率來熔化蓋板，這只能通過仔細選擇焊接引數來實現。 以下兩種選擇產生相似的焊接結果，但最明顯的區別是傳遞到管殼的有效功率的差異。
因此，選擇優化的脈衝引數可以最大限度地減少傳遞到管殼的熱量，並且與方案2相比，方案1必須具有較低的殼體溫度和良好的縫焊效果。
5 結論。 綜上所述，為了獲得高質量的縫焊結果，縫焊引數之間的相互作用是必不可少的。 在生產過程中，一定要注意縫焊引數的選擇，保證縫焊的良率。