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激光技术应用于微波电路焊接封装

2013-05-03 返回列表

微波电路与许多其他电子产品不同,因为有源元件封装也是微波电路的一部分。因为大部分微波电路都有昂贵的雷达或通讯系统,这就要求有高度可靠的密封和高良率。因此封装必须结实,密闭,在需要时可以打开重新安装。

  激光焊接满足这些要求。通过激光焊接实现密封,杂质就不能进入电路,焊接同时还在封装内装入高质量的惰性气体。激光焊接发热量低,可以近距离靠近聚合体密封,玻璃与金属密封,焊接部件,和电子电路。

  对于航空设备封装的合金选择就是铝合金。它具有电和热的性质,容易加工,质量非常轻。6061-T6合金用于基本封装,4047合金层用于激光焊接到带有对接,搭接,角接的情况。12%的硅铝合金4047可以无缝熔焊到6061合金,制作结实的密封。在返修时,用端铣刀沿着激光焊缝加工,可将封装还原到焊接前的状态。一旦完成修复后,封装就要另外加盖,重新焊接。维修的次数是不受限制的。有些情况下,激光要通过盖子焊接基座上的迷宫的侧壁,这些侧壁将电路上的部分原件和其他原件隔离开来。有些微波封装可以采用不锈钢或可伐合金部件。

  大部分微波焊接封装系统都被称为手套式操作箱系统。这些系统内有高质量的气体,包括90%的氮或氩,和10%的氦。特殊的洗氧器能从气体中去除氧气和水,这样系统中焊接元件就有一个气体环境,其中的水和氧含量少于10ppm。气体环境中氦可以用一组分光计来检测封装漏气,优于每秒10-7cc的氦,首先在高压氦气环境下不会引起元件爆炸。在手套式操作箱内有两个,三个或四个用于焊接的CNC运动系统。在焊接处,连接到主要手套式操作箱气体环境的有联通室,真空烤箱,和空气净化系统。联通室用于将元件和工具运进运出操作箱。这个空间在打开注入气体前被抽成真空,以确保气体不受污染。真空烤箱通过对挥发材料加速吹气处理来清除焊接前的部件上的杂质。气体净化是通过激活吸气剂,不断从气体中去除氧气和空气,并且不断从氢氮气体的烘烤中产生。

  脉冲YAG激光器是微波包装密封的最佳选择。激光器的高峰值功率和低热量可以解决不同合金的问题,能在保持高熔深的条件下进行精细加工。光纤束传输是最普遍的,因为一致的焦斑尺寸和能源分配都有助于采用角接和对接填充各种缝隙,从而完成良好的合金冶金结合。铝合金焊接速度通常达到150-300mm/min,而铁合金的焊接速度是它的5倍。在必要情况下,焊接深度能达到1.5mm。

 

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