11/21/2022，光纖在線訊，近些年光器件產(chǎn)品技術(shù)迭代發(fā)展較快，光模塊傳輸速率也從100G、升級(jí)到 200G/400G/800G，對(duì)相應(yīng)的光器件封裝也提出了更高的要求，而平行縫焊工藝是光器件封裝的關(guān)鍵技術(shù)。上周第15期光谷星期五沙龍活動(dòng)非常榮幸邀請(qǐng)到湖南凹凸自動(dòng)化技術(shù)有限公司總經(jīng)理王紫然與大家分享了“平行封焊技術(shù)”。王總從封焊工藝原理、流程、材料、生產(chǎn)環(huán)境等多個(gè)方面分析了平行縫焊機(jī)的現(xiàn)狀與發(fā)展。首先王總介紹，平行縫焊設(shè)備是光器件、半導(dǎo)體集成電路等元器件生產(chǎn)后道工序封裝的關(guān)鍵設(shè)備，由于目前行業(yè)對(duì)光器件在封裝上氣密性等關(guān)鍵指標(biāo)的要求越來(lái)越高，對(duì)封焊的工藝也提出了更高的要求，那么封焊主要的工藝原理包括了哪些？電阻焊就是其中的一種，它的焊接方法分別有：點(diǎn)焊、縫焊、凸焊、對(duì)焊。在被焊工件壓緊于兩電極之間，并施以電流，利用電流經(jīng)過(guò)工件接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱效應(yīng)將其加熱到熔化或塑性狀態(tài)，使之結(jié)合。而平行縫焊是基于電阻焊的一種半導(dǎo)體器件封裝技術(shù)，將位于管殼內(nèi)部的半導(dǎo)體器件或電路通過(guò)蓋板密封進(jìn)行保護(hù)。管座一般為可伐金屬材料，或帶金屬焊環(huán)的陶瓷，蓋板則為可伐金屬為主，并均帶有鎳、金或復(fù)合鍍層。平行縫焊主要的作用，是將一對(duì)滾輪電極將蓋板壓在管殼上，滾動(dòng)的同時(shí)施加脈沖電流，局部熔融的焊點(diǎn)相互覆蓋最終形成完整的密封的焊縫。


           平行縫焊原理

     平行縫焊的工藝流程其實(shí)并不是太復(fù)雜，它主要包括了：點(diǎn)焊（固定），拖焊（方向1），物料/電極旋轉(zhuǎn)，拖焊（方向2）。不過(guò)，平行縫焊的質(zhì)量影響因素有很多，其中主要包括：材料、電極、放電工藝、封裝環(huán)境等，王總介紹道。

     在原材料方面，通常行業(yè)推薦的金屬材料為可伐合金（GB-4J29），這種材料熱延展性較好，管座也可以是帶金屬焊接圈的HTCC或LTCC陶瓷材料，蓋板和管座在尺寸上要配合，蓋板不能比管座大且四角形狀要一致，厚度和焊接邊沿寬度要成一定比例。若蓋板有臺(tái)階，臺(tái)階和邊沿不能有過(guò)大弧度，且臺(tái)階不能離焊沿太遠(yuǎn)。若尺寸外形條件不滿足，則在焊接時(shí)大概率會(huì)出現(xiàn)焊縫不牢固且有空洞，打火損壞器件和電極，或外形破壞較大影響外觀和焊縫抗煙霧能力。同樣，電極選材和角度也非常關(guān)鍵，要求材料選擇綜合條件最好是鎢銅合金，且角度要求在5°-15°之間，以10°為最常用，在材料尺寸配合良好的前提下，電極傾角越小焊縫越寬，焊縫才會(huì)更牢固，但是需要焊接的能量越大，對(duì)器件鍍層的破壞也更多，需要根據(jù)材料、尺寸、厚度來(lái)設(shè)定焊接參數(shù)，需要合理控制焊縫寬度。

     最后，王總說(shuō)，氣密封裝對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的要求極高，如果生產(chǎn)環(huán)境不好，對(duì)器件質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生較大的影響，其中主要的因素是被密封在器件內(nèi)的水汽、氧氣。水汽含量高會(huì)讓器件在低溫環(huán)境下結(jié)露或結(jié)霜，形成短路對(duì)器件造成破壞，氧氣則會(huì)對(duì)器件材料氧化，與水汽一起在器件通電的情況下還可逐步發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)降低器件性能或破壞器件。因此微型電子元器件理想的生產(chǎn)環(huán)境是充滿惰性氣體的低水低氧環(huán)境。


            平行縫焊機(jī)

     隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的快速發(fā)展，電子產(chǎn)品逐步深入到社會(huì)和生活的各個(gè)角落，從汽車(chē)的電子化、芯片化控制，到智能家居，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)是順應(yīng)著科技發(fā)展的歷史洪流的。半導(dǎo)體元器件的小型化、高性能化、多功能化、低成本化以及對(duì)工作環(huán)境的要求，會(huì)導(dǎo)致氣密性封裝需求巨增，平行封焊技術(shù)已成為光通信器件封裝技術(shù)的重要手段之一，其在光通信蝶形激光器、光模塊制造過(guò)程中可有效提升封焊精度和封焊質(zhì)量。