高體積分數SiCp-Al復合材料激光焊接技術研究.pdf

1、高體積分數 SiCp/Al復合材料是航空航天、儀表、汽車等領域電子封裝外殼的理想材料。但是高體積分數的SiC顆粒導致材料可焊性低，大大制約了其在電子封裝領域的應用。本文以激光誘發(fā)Ti與增強相顆粒原位反應抑制界面反應為思路，開展了以CO2連續(xù)型激光器為熱源，TA2為中間層添加材料的高體積分數（65％）SiCp/Al復合材料激光焊接試驗研究。
　　研究內容包括：采用單因素試驗、正交試驗對焊縫成形質量、力學性能、斷裂行為進行了考察，進一

2、步分析了焊縫成分、熔池反應機理與結晶行為，重點觀察了原位反應對界面反應的抑制作用。模擬電子封裝試驗，使用氦質譜檢漏儀測試了封裝盒體氣密性。主要研究成果如下：
　?。?)單因素試驗結果顯示，線能量對焊縫成形質量有很大影響，焊縫熔深和熔寬隨線能量增大而呈增大趨勢，當線能量在0.3~0.8KJ/cm區(qū)間內，激光功率為1000~1500W，焊接速度為0.5~2m/min，中間層厚度0.3~0.5mm，0.2~0.5個大氣壓的純氬氣保護下焊

3、接所得焊縫連續(xù)、美觀、無缺陷，是滿足封裝要求的焊縫成形。焊縫力學性能試驗結果顯示，激光功率與中間層厚度對接頭抗拉強度影響很大，當激光功率為1200W，中間層厚度0.3mm，焊接速度1.5m/min時所得接頭抗拉強度最高，為118.4MPa，達到母材的51%。另外，原位反應生成物導致焊縫處顯微硬度提升。
　?。?)模擬電子封裝試驗測得封裝盒體氣體泄漏率為2.4×10-7Pa·m3/s，遠低于要求允許泄漏率1×10-6Pa·m3/s，