專利名稱：使用陰極電弧離子鍍技術(shù)對錫焊潤濕性的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是使用陰極電弧離子鍍技術(shù)對零部件待錫焊連接的表面進行鍍膜使其呈現(xiàn)錫焊潤濕性，從而可使本來無法用錫焊連接的工件實現(xiàn)錫焊連接，屬于物理氣相沉積技術(shù)(PVD)的一種鍍膜方法，是錫焊工藝的一個重要步驟。
已知的方法是利用化學(xué)鍍鎳層對錫焊潤濕性的處理方法(見日本公開特許公報A，昭55-128571。1980、10、4發(fā)明者 石井正美，仲西恒雄)各種不同的化學(xué)鍍鎳方法(見U.S.Pat4.371.573 1983、2、1發(fā)明者Januschkowetz等人和U.S.Pat 4.483.711 1984、11、20發(fā)明者Harbulak等人)要使用昂貴的鍍鎳溶液，而且不可避免含有嚴(yán)重污染環(huán)境的有害物質(zhì)磷，含磷的結(jié)果還會嚴(yán)重影響錫焊潤濕性，使?jié)櫇裥韵陆担灾虏荒艿玫娇煽康腻a焊產(chǎn)品。石井正美等發(fā)明者詳細(xì)研究了含磷量對錫焊潤濕性的影響指出，在含磷量小于5％時，可以得到較好的錫焊潤濕性，而欲使含磷量低于5％，雖然可以使用特殊的化學(xué)鍍鎳溶液完成，但這種特殊溶液和一般的化學(xué)鍍鎳溶液相比，成本高，產(chǎn)量低。所以該發(fā)明者把一般化學(xué)鍍鎳層放在300-600℃的空氣爐內(nèi)進行熱處理，以便使其脫磷。結(jié)果不僅工藝復(fù)雜而且應(yīng)用領(lǐng)域窄小，對很多不能承受300--600℃溫度處理的工件，如Al制工件不能適用。
本發(fā)明的任務(wù)是創(chuàng)造出一種用陰極電弧離子鍍技術(shù)對錫焊潤濕性的處理方法。依照這種方法，工藝過程在真空下進行，不使用任何對環(huán)境污染的溶液，可以鍍?nèi)魏我环N錫焊潤濕性好的材料，如鎳、銅等，并且可以做到不含有害物質(zhì)磷、硼，且成本低，宜于工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明的任務(wù)是按如下程序進行的首先把待錫焊的工件表面清理干凈并脫水，然后將其固定在專用的工件架上，裝入陰極電弧離子鍍膜機的真空室中，關(guān)閉真空室門，對真空室進行排氣抽空，在真空達到100-10-2Pa時，通入適量的氬氣，把真空度穩(wěn)定在某一工藝值，點燃陰極電弧使膜材料蒸發(fā)并離化，工件架同時隨之轉(zhuǎn)動，給工件加上0-600伏的負(fù)偏壓，使膜材料的蒸氣和離子在電磁場和自擴散作用下飛向待鍍表面成膜。
本發(fā)明和已知方法相比具有對環(huán)境無污染，鍍層不含有害雜質(zhì)，錫焊潤濕性高，工藝簡單可靠，成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點。而且潤濕性表層材料不僅限于鎳，還可使用其他潤濕性良好，成本低的膜材料，如銅等。
作為本發(fā)明的實例，可對計算機產(chǎn)業(yè)中大量使用的分體組焊式鋁制散熱器的待錫焊表面進行錫焊潤濕性的處理。
如附圖
所示該散熱器由散熱器的翼1和散熱器的底板2組成，散熱器的材料為Al，翼和底板之間不能釬焊，只能用錫焊連接。Al材質(zhì)的翼不能承受300℃以上的溫度，否則翼會軟化，以致不能維持散熱器的正確幾何形狀，不能使用石井正美等作者所發(fā)明的化學(xué)鍍鎳層的錫焊潤濕性的處理方法。根據(jù)本發(fā)明，可把散熱器的翼和散熱器的底板經(jīng)專用卡具，遮擋住不需潤濕性處理的表面后，裝入內(nèi)徑為Φ1800mm，長度為3500mm的陰極電弧離子鍍膜機的真空室中，關(guān)閉真空室門，對真空室進行排氣抽空。當(dāng)真空度達到10-2Pa后，向真空室內(nèi)充入300-400SCCM的氬氣，將真空度維持在3×10-1Pa，啟動陰極電弧源，點燃Φ100直徑的鎳陰極電弧，鎳陰極放電所產(chǎn)生的蒸氣及鎳離子，在電磁場和擴散的環(huán)境下達到具有負(fù)100伏偏壓的散熱器工件表面形成具有錫焊潤濕性的鎳層。鍍膜過程控制住工件溫度，使之在300℃以下成膜。經(jīng)短時間冷卻后，向真空室充氣，達到爐內(nèi)外氣壓平衡時，打開真空室門，取下工件，去掉卡具，裝入錫焊流水線使用COBAR牌的錫膏，完成錫焊的流程。按照上述例舉的工藝流程，對附圖所示的散熱器進行錫焊，當(dāng)散熱器的下表面面積3為90×60mm2時，其抗拉強度大于50Kg，證明錫焊潤濕性是很好的。
權(quán)利要求
1.使用陰極電弧離子鍍技術(shù)對錫焊潤濕性的處理方法是，把欲采用錫焊連接的零件或部件的待錫焊表面，預(yù)先采用陰極電弧離子鍍的技術(shù)鍍一層錫焊潤濕性良好的金屬材料薄膜，再按錫焊工藝流程實現(xiàn)錫焊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1，使用陰極電弧離子鍍技術(shù)對錫焊潤濕性的處理方法的特點是，處理過程要在陰極電弧離子鍍膜機內(nèi)完成。鍍膜過程，被鍍工件上通以0-600伏的負(fù)電壓，真空度在100Pa-10-2Pa之間，工作氣體是氬氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1，使用陰極電弧離子鍍技術(shù)對錫焊潤濕性的處理方法的特點是，電弧陰極可以是圓柱形、環(huán)形、矩形和原筒形的，材料是鎳或銅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，使用陰極電弧離子鍍技術(shù)對錫焊潤濕性的處理方法的特點是，被處理的零件或部件的材料可以是任何一種錫焊潤濕性不好，無法直接實現(xiàn)錫焊工藝的材料，如鋁、鈦等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1，使用陰極電弧離子鍍技術(shù)對錫焊潤濕性的處理方法的特點是，所指的陰極電弧離子鍍技術(shù)也包括電弧粘結(jié)的濺射法(簡稱ABS法)和濺射與電弧分層交替的方法。
全文摘要
本發(fā)明為使用陰極電弧離子鍍技術(shù)對錫焊濕潤性的處理方法，是陰極電弧離子鍍技術(shù)的一個新的應(yīng)用領(lǐng)域，錫焊濕潤性的一個新的處理方法。需要把零部件待錫焊的表面預(yù)先鍍一層錫焊濕潤性好的金屬材料薄膜，使該表面呈現(xiàn)良好的錫焊濕潤性，從而可通過錫焊工藝實現(xiàn)零部件之間可靠的連接。
文檔編號C23C14/22GK1465738SQ02121419
公開日2004年1月7日 申請日期2002年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月21日
發(fā)明者王殿儒, 程予謙 申請人:王殿儒