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通過超聲波電烙鐵與超聲波浸焊設備進行焊接與鍍錫
閱讀：1849 發(fā)布時間：2021-3-12
超聲波錫焊是一種幾乎無助焊劑焊接的過程,，使用超聲波能量,，而不需要化學品焊料材料?？梢詫崿F(xiàn)如玻璃,，陶瓷和復合材料，難以焊接金屬和不能使用常規(guī)的裝置焊接,。超聲波錫焊作為一種無助焊劑的焊接工藝,，正越來越多地應用于從太陽能光伏電池和醫(yī)療形狀記憶合金到電子和傳感器封裝的金屬和陶瓷的焊接中。
超聲波錫焊是與普通錫焊方式明顯不同的焊接方式,。超聲波錫焊使用超聲波能量來連接零件而無需添加任何填充材料,，而普通焊接使用外部加熱來熔化填充金屬材料（例如焊料）以形成接頭。超聲波錫焊可以使用烙鐵或錫鍋進行,。無論哪種情況,，該過程都可以自動化進行大規(guī)模生產(chǎn)，也可以手工完成以進行原型制作或維修工作,。
超聲波錫焊設備
超聲波錫焊使用如上所述的超聲電烙鐵或超聲波浸焊設備。在這些設備中,，壓電晶體用于在熔融焊料層或批量中產(chǎn)生高頻（20 – 60 kHz）聲波,，以機械方式破壞熔融焊料表面上形成的氧化物。超聲波電烙鐵的烙頭也連接到加熱元件為了防止壓電元件的劣化,，將壓電晶體熱隔離,。超聲波電烙鐵
超聲波電烙鐵在以20 – 60 kHz的頻率進行機械振蕩時會發(fā)熱（450°C）,。當在熔化的焊料池中引起聲振動時,，該焊接頭可以熔化焊料金屬。然后,，熔融焊料中的振動和氣蝕使焊料潤濕并粘附到許多金屬表面上。焊嘴產(chǎn)生的聲能通過熔化的焊料的空化作用而起作用,，這會機械性地破壞焊料層本身和被連接的金屬表面上的氧化層,。 傳統(tǒng)電烙鐵沒有超聲波能量的幫助，無法破壞焊料與金屬表面的氧化層,，這也會導致烙鐵在焊接過程中出現(xiàn)焊接不牢的情況,。此外，傳統(tǒng)電烙鐵需要在錫焊過程中使用助焊劑,，這也會影響焊接的效果,。超聲波浸焊設備
超聲波浸焊產(chǎn)生的空化作用對破壞許多金屬上的氧化物非常有效,，但是,，在焊接到陶瓷和玻璃上時無效，因為它們本身是氧化物或其他非金屬化合物,，因為它們是基礎，因此無法破壞材料,。在直接焊接到玻璃和陶瓷的情況下,，需要使用In，Ti,，Hf,，Zr和稀土元素（Ce，La和Lu）等活性元素對超聲波焊接的填充金屬進行改性,。與這些元素合金化的焊料被稱為“活性焊料”,，因為它們直接作用于玻璃與陶瓷表面以形成粘結。
玻璃和陶瓷由于本身就以氧化物的形式存在,，用以往的錫焊裝置難以完成接合,。超聲波的空洞效應產(chǎn)生的空洞在崩潰的瞬間吸收氧氣的同時還會釋放出熱能,。有人認為,，有效利用這一能量，以在熔融狀態(tài)下親氧性很強的金屬元素吸收的氧為載體,，可在玻璃等表面形成共價鍵,。在超聲波的振動下，熔融焊錫得到充分攪拌,、錫焊界面的錫料更容易吸收氧氣,，繼而可能形成更加牢固的共價鍵。而且,，與普通焊錫相比,，其幾何性質(zhì)、化學性質(zhì)和接合強度都毫不遜色,。