；5:頂桿；6:導(dǎo)向支撐；7:殼體；8:費(fèi)座；9:費(fèi)芯；10:費(fèi)；11:右堵頭；12:導(dǎo)向絲堵；13:旋緊螺母；301:熱?幾零件A ；302:熱沉零件B ;303:石墨片；304:被焊接面；305:入水口 ；306:出水口 ；307:微通道區(qū)域。
【具體實(shí)施方式】
[0043]請(qǐng)參閱圖1，圖1為本發(fā)明提供的新型銀銅擴(kuò)散焊接方法的流程圖，該方法包括以下步驟:
[0044]步驟101:對(duì)所有零件進(jìn)行化學(xué)清洗，去除油污、氧化層；
[0045]步驟102:在特定零件表面涂覆一層銀；
[0046]步驟103:將所有零件按順序排列好，放在焊接裝置上夾緊；
[0047]步驟104:將裝好熱沉的整個(gè)夾具放入用熔融石英玻璃制成的爐膛內(nèi)，充惰性氣體或者氫氣保護(hù)；
[0048]步驟105:對(duì)爐膛進(jìn)行升溫至800攝氏度左右，恒溫15分鐘，使銀銅分子相互擴(kuò)散，形成合金層，充惰性氣體或者氫氣保護(hù)；
[0049]步驟106:停止加熱，自然冷卻至室溫，充惰性氣體保護(hù)；
[0050]步驟107:關(guān)閉氣體閥門，卸下焊接好的零件，進(jìn)行試水、機(jī)械加工整形等后序工
-H-
O
[0051]基于圖1所述的銀銅擴(kuò)散焊接方法流程圖，圖4所示的被焊接熱沉的焊接過(guò)程包括如下步驟:
[0052]A.將零件301、302放入燒杯甲中用三氯乙烯溶劑進(jìn)行超聲清洗三遍，然后用丙酮進(jìn)行清洗三遍，在燒杯甲中倒入異丙醇待用；
[0053]B.將燒杯乙中配置好酸性腐蝕拋光液，硝酸:磷酸=I: 10，將零件301、302從異丙醇中取出放在燒杯乙中，晃動(dòng)燒杯乙，等到燒杯乙中的零件表面發(fā)亮，迅速取出放入流動(dòng)的去離子水中沖洗，然后用乙醇進(jìn)行脫水三遍，丙酮清洗三遍，用干燥的氮?dú)獯蹈?，放入培養(yǎng)皿中待用；
[0054]C.將301放入電鍍池中進(jìn)行電鍍銀，厚度為1-3微米；
[0055]D.按照?qǐng)D4箭頭所示，將302和301貼合在一起，需要說(shuō)明的是304為所需要焊接面，可見焊接面不規(guī)則，且部分靠近邊緣的焊接面細(xì)長(zhǎng)，不適合采用焊片、焊條等常規(guī)焊接方式進(jìn)行焊接，307為微通道所在區(qū)域，該區(qū)域有尺寸較小(10um)的通道，如過(guò)焊料過(guò)多將會(huì)產(chǎn)生“虹吸”現(xiàn)象將焊料吸附過(guò)微通道中產(chǎn)生堵塞；
[0056]E.按照?qǐng)D3所示的順序?qū)?01、302、303放置在支撐座2和夾塊4中間，303為石墨片，用來(lái)防止焊接裝置、熱沉之間相互粘結(jié)，需要說(shuō)明的是，對(duì)于不同尺寸的零件，支撐座2和夾塊4相應(yīng)地進(jìn)行配合設(shè)計(jì)；
[0057]F.將圖3所示的被焊接部件放入到圖2所示的焊接裝置中，調(diào)節(jié)12、13對(duì)其施加由右向左的正向力將被焊接部件壓緊；
[0058]G.將焊接裝置放入到熔融石英管中，將石英管中通入氮?dú)?，氣體流量為0.1升/分左右，持續(xù)10分鐘左右，借助電阻加熱的方式，對(duì)石英管進(jìn)行升溫，溫度達(dá)到800攝氏度左右，恒溫3分鐘，停止加熱，令其自然冷卻至室溫，關(guān)閉氮?dú)忾y門；
[0059]H.卸下被焊接部件，此時(shí)由于銀銅分子相互擴(kuò)散熔接形成合金，301和302被焊接在一起，然后進(jìn)行試水、機(jī)械加工整形等后序工藝即可。
[0060]以上所述的具體實(shí)施例，是對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種銀銅擴(kuò)散焊接方法，用于焊接兩塊或多塊由紫銅材料或無(wú)氧銅材料加工而成的零件，該方法包括如下步驟: A、對(duì)所有要焊接的零件進(jìn)行化學(xué)清洗，去除油污、氧化層； B、在特定零件表面涂覆一層銀； C、將所有要焊接的零件按順序排列好，放在焊接裝置上夾緊，重復(fù)的熱沉之間用石墨片進(jìn)行隔離，焊接裝置上有彈簧，通過(guò)螺塊進(jìn)行力量調(diào)節(jié)； D、將裝好熱沉的整個(gè)夾具放入用熔融石英玻璃制成的爐膛內(nèi)進(jìn)行充惰性氣體或者氫氣保護(hù)，數(shù)分鐘后對(duì)爐膛進(jìn)行升溫至800攝氏度左右，恒溫，然后自然冷卻至室溫； E、卸下所需的零件，由于高溫下銀銅分子相互擴(kuò)散，形成合金層，零件焊接在一起； F、關(guān)閉氣體閥門，卸下焊接好的零件，進(jìn)行試水、機(jī)械加工整形后序工藝。 其中，零件指的是組成散熱體的熱沉或基座各個(gè)機(jī)械加工件；特定零件指的是組成散熱體的、其上沒有散熱肋片、微溝道的機(jī)械加工件。
2.如權(quán)利要求1所述的銀銅擴(kuò)散焊接方法，其特征在于，至少其中一塊零件上有100um-500um的散熱肋片或散熱通道。
3.如權(quán)利要求1所述的銀銅擴(kuò)散焊接方法，其特征在于，其中散熱熱沉或基座由至少兩塊零件組成。
4.如權(quán)利要求1所述的銀銅擴(kuò)散焊接方法，其特征在于，其中化學(xué)清洗包括使用三氯乙烯進(jìn)行去油污處理，使用硝酸:磷酸=I: 10溶液進(jìn)行去除表面氧化物和拋光處理。
5.如權(quán)利要求1所述的銀銅擴(kuò)散焊接方法，其特征在于，其中熱沉焊接后內(nèi)部具有液體流動(dòng)的通道，一個(gè)進(jìn)水口和一個(gè)出水口，除了液體通道之外的不規(guī)則面積為焊接面。
6.如權(quán)利要求1所述的銀銅擴(kuò)散焊接方法，其特征在于，其中零件表面鍍銀借助電鍍進(jìn)行，鍍層厚度為l_3um。
7.如權(quán)利要求1所述的銀銅擴(kuò)散焊接方法，其特征在于，其中石英玻璃管爐膛為一端開放，一端閉合的管狀熔融石英器皿，至少包括一個(gè)進(jìn)氣口，一個(gè)堵頭，堵頭上有漏氣出口。
8.如權(quán)利要求1所述的銀銅擴(kuò)散焊接方法，其特征在于，其中焊接過(guò)程中采用惰性氣體或者還原氣體流量控制在0.1升/分鐘。
9.如權(quán)利要求1所述的銀銅擴(kuò)散焊接方法，其特征在于，其中對(duì)熔融石英管進(jìn)行加熱升溫借助常規(guī)電阻加熱的工藝。
10.如權(quán)利要求1所述的銀銅擴(kuò)散焊接方法所用的裝置，其特征在于，其中焊接裝置采用不銹鋼材料制成，從左到右依次為:左堵頭、支撐座、夾塊、頂桿、導(dǎo)向支撐、殼體、簧座、簧芯、簧、右堵頭、導(dǎo)向絲堵、旋緊螺母，其中左堵頭、導(dǎo)向支撐、右堵頭與殼體采用氬弧焊的方式連接在一起，彈簧調(diào)節(jié)裝置對(duì)被焊接部件施加的正向壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種新型的銀銅擴(kuò)散焊接方法及其使用的焊接裝置。利用該方法和焊接裝置可以將多層薄片熱沉或者帶有微型散熱圖形的熱沉焊接在一起，具有方法簡(jiǎn)單、焊接成品率高、焊接質(zhì)量和可靠性好的優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用于功率型電子元器件、激光器或者光學(xué)增益介質(zhì)的制冷過(guò)程中使用的通水熱沉及基座的批量化生產(chǎn)。
【IPC分類】B23K31-02, B23K37-00, B23K37-04
【公開號(hào)】CN104874932
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510245600
【發(fā)明人】劉媛媛, 柳瑞從, 楊富華
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
【公開日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年5月14日