钎焊的历史和发展

钎焊的历史和发展

钎焊是人类最早使用的材料连接方法之一，在人类尚未开始使用铁器时，就已经发明用钎焊来链接金属。在埃及出土的古文物中，就有用银铜钎料钎焊的管子，用金钎料连接的护符盒，据考证分别是5000年前和近4000年前的物品。公元79年被火山爆发埋没的庞贝城的废墟中，残存着由钎焊连接的家用钎制水管的遗迹，使用的钎料具有Sn：Pb=1:2的成分比，类似现代使用的钎料成分。

美国焊接学会（aws）将450℃作为分界线，规定钎料液相温度高于450℃所进行的钎焊为硬钎焊，低于450℃的为软钎焊。这一划分被世界上大多数人多接受，但也有一些不同的观点，如美国军标MILSPEC是以429℃（8000F）作为分界线的。另外，一些从事电子产品钎焊工作的人认为，在315℃（6000F）以下进行钎焊才是软钎焊。

实际上在电子行业中，绝大多数的钎焊是在300℃以下完成的，在450℃以上进行的钎焊连接，在电子行业中比较少见。电子工业中的软钎焊技术与传统的焊接有明显的区别。从材料上看，与传统焊接技术涉及到以铁为主的黑色金属的情况形成鲜明对比，电子工业中被连接的材料是有色金属，而且种类繁多，经常涉及到贵金属 稀有金属以及多元合金多层金属组合体系。此外，还常常涉及到非金属材料的连接问题，由于被连接对象的多样性，因而完成连接所使用的材料（钎料等）也表现出种类繁多和组成复杂的特点。从被连接对象的尺寸特征来看， 小 细 薄 精构成了这类被连接对象最为鲜明的特征。例如：许多焊点的尺寸以远小于1MM2，链接对象可能小于0.1MM的凸点与厚度仅为几微米的金属镀层：焊点与焊点的间距也从1MM2到十几微米不等。并且。随着电子产品的小型化 轻量化高精度及高可靠性的要求，使得连接对象的尺寸还在不断的减小 亚微米与纳米尺度的封装技术也在兴起。这队电子封装与组装中的可靠性也提出了挑战，与此同时，随着电子封装组装技术的飞速发展，晶片级 芯片级 组装级系统级的技术已经开始用于封装和组装级。由此导致了软钎焊工艺全面应用于从晶片到电子产品的各级封装与互连中。

现代是会已经进入了电子技术为核心的信息时代，随着电子产品进入千家万户，甚至每个人随身都会带上几个，几十个的集成电路产品，如手表 手机各类IC卡 U盘 MP3 掌上电脑

智能玩具 电子钥匙等等，这些都要求电子产品更小 更轻 功能更多 速度更快 更安全可靠，从而促进了微电子封装技术的发展，促进电子封装向高密度 多功能以及无铅化发展，趋势电子封装新技术的大量涌现：如焊球阵列（BGA）芯片尺寸封装（GSP）倒装芯片 芯片直接黏贴 圆片级封装 三维堆叠封装 系统级封装多芯片封装多芯片模块封装以及适应各种特殊电子器件需要的光电子封装，高电压和大功率器件封装 射频微波器件封装，微机电系统封装等，电子封装向高集成 高密度的发展，促使焊点越来越小所承载的力学 热学，电学负荷越来越高，因此封装过程中由于软钎焊带来的可靠性研究尤为重要。另外随着人么环保意识的增强对铅的毒害认识加深，软钎焊技术在向无铅焊过度的过程中，封装焊料与封装工艺的改变所带来的最突出的问题之一就是无铅软钎料的开发及焊点的可靠性问题。

1、特点

（1）钎焊加热温度较低，接头光滑平整，组织和机械性能变化小，变形小，工件尺寸精确。

（2）可焊异种金属，也可焊异种材料，且对工件厚度差无严格限制。

（3）有些钎焊方法可同时焊多焊件、多接头，生产率很高。

（4）钎焊设备简单，生产投资费用少。

（5）接头强度低，耐热性差，且焊前清整要求严格，钎料价格较贵。

2、应用

钎焊不适于一般钢结构和重载、动载机件的焊接。主要用于制造精密仪表、电气零部件、异种金属构件以及复杂薄板结构，如夹层构件、蜂窝结构等，也常用于钎焊各类异线与硬质合金刀具。钎焊时，对被钎接工件接触表面经清洗后，以搭接形式进行装配，把钎料放在接合间隙附近或直接放入接合间隙中。当工件与钎料一起加热到稍高于钎料的熔化温度后，钎料将熔化并浸润焊件表面。液态钎料借助毛细管作用，将沿接缝流动铺展。于是被钎接金属和钎料间进行相互溶解，相互渗透，形成合金层，冷凝后即形成钎接接头。

钎焊的特点是接头表面光洁，气密性好，形状和尺寸稳定，焊件的组织和性能变化不大，可连接相同的或不相同的金属及部分非金属。钎焊时，还可采用对工件整体加热，一次焊完很多条焊缝，提高了生产率。但钎焊接头的强度较低，多采用搭接接头，靠通过增加搭接长度来提高接头强度；另外，钎焊前的准备工作要求较高。目前，钎焊在机械、电机、仪表、无线电等部门都得到了广泛的应用。

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