硅铝合金外壳激光气密封装技术优化与验证
发布时间：2021-10-28 18:55
航空航天用微波组件正朝着大功率、轻量化和高性能方向发展,硅铝合金因其密度低,热膨胀系数（CTE）与微波组件内部的芯片、基板相匹配,散热性能优良,机械加工性能良好等特点,替代了比重大或者导热性差的可伐合金及铜钨合金等,成为了航空航天用微波组件主要材料。为了提高微波组件在航空、航天和海上应用的可靠性,必须进行气密性封装。然而,由于硅铝合金材料内部存在大量脆性块状硅相,焊接及试验过程中在脆性相处易产生应力集中引起开裂,造成组件的密封失效。因此,有必要从裂纹形成机理出发对电子封装用硅铝合金激光气密焊接技术进行深入研究[1]。论文首先研究了硅铝合金外壳焊接裂纹的形成机理,并就激光焊接工艺参数对焊缝成形的影响进行了深入的讨论。结果表明,在其他参数不变的前提下,随着激光能量、激光脉宽的增大,焊缝宽度及熔深随之增大;随着激光离焦量的增大,焊缝宽度及熔深随之减小;激光速度与激光频率成正比且对焊缝宽度及熔深的影响不大。当焊缝宽度及熔深较小时,焊缝表面容易出现微细裂纹,随着焊缝宽度及熔深的增大会导致激光焊接过程中热量的显著增加。另外,论文还研究了壁厚对硅铝合金外壳密封性的影响。通过增加...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
硅铝合金材料加工工艺流程图
CE17（Si 含量 27%） CE11（Si 含量 50%）图 1-2 CE17 与 CE11 金相组织.3 硅铝合金的切削加工性能研究硅铝合金因为其特殊组织形态，继承了铝的低硬度和硅的高脆性，在机械加工过程中同于一般的铝合金。在实际机械加工过程中，硅铝合金对刀具的磨损相当严重，若采削参数不当，更会造成崩缺或开裂等缺陷。一般在切削硅含量为 50%的硅铝合金时，粗加工时刀具转速宜适当降低，吃刀量及进当减小。精加工时，根据粗加工余量情况和尺寸精度等技术要求适当增加刀具转速。切削路径的时候更应当尤其注意。当铣刀水平方向切削硅铝合金工件时，由于铣刀刀件在接触瞬间为非切削状态，刀具和工件相当于直接碰撞，刀具的旋转动量转化为接接作用在工件上，硅铝合金的塑形较差，若此时的接触力大于材料的屈服强度，在突较大接触力的情况下极易造成材料内部的硅颗粒出现脆性断裂，导致工件在铣刀切入开裂或崩缺。出刀阶段原理与进刀阶段一致，也容易导致硅铝合金工件生产缺陷。故切削路径时应尽量避免在入刀或出刀阶段刀具侧刃直接与工件接触，而应多采用刀具
图 1-3 微波组件外壳全密封工艺流程子封装用硅铝合金激光气密焊接技术发展状况提高微波组件在航空、航天和海上应用的可靠性，必须进行气密性封装。外壳通常采用激光焊接技术来实现。合金激光气密焊接技术是将 AlSi(27%Si)合金的盖板和 AlSi(50%Si)合金的管焊的方法密封在一起。激光焊接由于具有能量密度高、热输入量小、焊缝窄、于拆盖返修等优点，是目前硅铝合金气密封装最常用的焊接方法。然而，硅铝存在大量脆性块状硅相，在焊接过程中容易产生应力集中，在脆性相处容易引硅含量超过 50%后焊接裂纹将难以避免，焊接后出现贯穿至芯腔的裂纹，造成封失效。焊后漏气是此前掣肘硅含量超过 50%硅铝合金批量化生产应用的主组件用硅铝合金外壳结构复杂，要保证激光焊接后密封性存在一定的难度。另合金强度相对较低，在加压或温循的过程中也容易造成壳体开裂。必须要对外计，并结合合适的激光焊接工艺参数，才能获得无裂纹、孔洞、飞溅等缺陷且
【参考文献】：
期刊论文
[1]电子封装用硅铝合金激光气密焊接研究[J]. 徐骁,刘艳,陈洁民,程凯. 电子与封装. 2016(08)
[2]硅铝合金铣削技术研究[J]. 高键,杨小卫,王天石. 金属加工(冷加工). 2014(11)
[3]微波组件壳体激光焊接技术的研究[J]. 朱玮涛,张海兵,吴苏兴,邝小乐. 雷达与对抗. 2014(01)
[4]铝合金AL3003的激光焊接工艺研究[J]. 吴晓红. 武汉船舶职业技术学院学报. 2014(01)
[5]磷变质后期工艺对高硅铝合金中初生Si的影响[J]. 吴志斌,钟鼓,邱楚,李新涛,长海博文. 特种铸造及有色合金. 2014(01)
[6]高硅铝合金壳体激光封焊缺陷及机制分析[J]. 周明智,雷党刚,李正. 电子机械工程. 2013(06)
[7]微波组件激光封焊的温度场仿真[J]. 栾兆菊. 电子机械工程. 2013(05)
[8]机械合金化结合热压制备不同Si含量硅铝合金的摩擦磨损性能[J]. 窦玉海,刘咏,刘延斌,夏庆兵. 粉末冶金材料科学与工程. 2013(05)
[9]电子封装用硅铝合金的应用研究[J]. 郝新锋,朱小军,严伟. 电子机械工程. 2013(04)
[10]镀层高硅铝合金的钎焊性能试验研究[J]. 韩磊,侯玲,徐道荣. 焊接. 2013 (06)
本文编号：3463195
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
硅铝合金材料加工工艺流程图
CE17（Si 含量 27%） CE11（Si 含量 50%）图 1-2 CE17 与 CE11 金相组织.3 硅铝合金的切削加工性能研究硅铝合金因为其特殊组织形态，继承了铝的低硬度和硅的高脆性，在机械加工过程中同于一般的铝合金。在实际机械加工过程中，硅铝合金对刀具的磨损相当严重，若采削参数不当，更会造成崩缺或开裂等缺陷。一般在切削硅含量为 50%的硅铝合金时，粗加工时刀具转速宜适当降低，吃刀量及进当减小。精加工时，根据粗加工余量情况和尺寸精度等技术要求适当增加刀具转速。切削路径的时候更应当尤其注意。当铣刀水平方向切削硅铝合金工件时，由于铣刀刀件在接触瞬间为非切削状态，刀具和工件相当于直接碰撞，刀具的旋转动量转化为接接作用在工件上，硅铝合金的塑形较差，若此时的接触力大于材料的屈服强度，在突较大接触力的情况下极易造成材料内部的硅颗粒出现脆性断裂，导致工件在铣刀切入开裂或崩缺。出刀阶段原理与进刀阶段一致，也容易导致硅铝合金工件生产缺陷。故切削路径时应尽量避免在入刀或出刀阶段刀具侧刃直接与工件接触，而应多采用刀具
图 1-3 微波组件外壳全密封工艺流程子封装用硅铝合金激光气密焊接技术发展状况提高微波组件在航空、航天和海上应用的可靠性，必须进行气密性封装。外壳通常采用激光焊接技术来实现。合金激光气密焊接技术是将 AlSi(27%Si)合金的盖板和 AlSi(50%Si)合金的管焊的方法密封在一起。激光焊接由于具有能量密度高、热输入量小、焊缝窄、于拆盖返修等优点，是目前硅铝合金气密封装最常用的焊接方法。然而，硅铝存在大量脆性块状硅相，在焊接过程中容易产生应力集中，在脆性相处容易引硅含量超过 50%后焊接裂纹将难以避免，焊接后出现贯穿至芯腔的裂纹，造成封失效。焊后漏气是此前掣肘硅含量超过 50%硅铝合金批量化生产应用的主组件用硅铝合金外壳结构复杂，要保证激光焊接后密封性存在一定的难度。另合金强度相对较低，在加压或温循的过程中也容易造成壳体开裂。必须要对外计，并结合合适的激光焊接工艺参数，才能获得无裂纹、孔洞、飞溅等缺陷且
【参考文献】：
期刊论文
[1]电子封装用硅铝合金激光气密焊接研究[J]. 徐骁,刘艳,陈洁民,程凯. 电子与封装. 2016(08)
[2]硅铝合金铣削技术研究[J]. 高键,杨小卫,王天石. 金属加工(冷加工). 2014(11)
[3]微波组件壳体激光焊接技术的研究[J]. 朱玮涛,张海兵,吴苏兴,邝小乐. 雷达与对抗. 2014(01)
[4]铝合金AL3003的激光焊接工艺研究[J]. 吴晓红. 武汉船舶职业技术学院学报. 2014(01)
[5]磷变质后期工艺对高硅铝合金中初生Si的影响[J]. 吴志斌,钟鼓,邱楚,李新涛,长海博文. 特种铸造及有色合金. 2014(01)
[6]高硅铝合金壳体激光封焊缺陷及机制分析[J]. 周明智,雷党刚,李正. 电子机械工程. 2013(06)
[7]微波组件激光封焊的温度场仿真[J]. 栾兆菊. 电子机械工程. 2013(05)
[8]机械合金化结合热压制备不同Si含量硅铝合金的摩擦磨损性能[J]. 窦玉海,刘咏,刘延斌,夏庆兵. 粉末冶金材料科学与工程. 2013(05)
[9]电子封装用硅铝合金的应用研究[J]. 郝新锋,朱小军,严伟. 电子机械工程. 2013(04)
[10]镀层高硅铝合金的钎焊性能试验研究[J]. 韩磊,侯玲,徐道荣. 焊接. 2013 (06)
本文编号：3463195
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