；5:顶杆；6:导向支撑；7:壳体；8:費座；9:費芯；10:費；11:右堵头；12:导向丝堵；13:旋紧螺母；301:热?几零件A ；302:热沉零件B ;303:石墨片；304:被焊接面；305:入水口 ；306:出水口 ；307:微通道区域。
【具体实施方式】
[0043]请参阅图1，图1为本发明提供的新型银铜扩散焊接方法的流程图，该方法包括以下步骤:
[0044]步骤101:对所有零件进行化学清洗，去除油污、氧化层；
[0045]步骤102:在特定零件表面涂覆一层银；
[0046]步骤103:将所有零件按顺序排列好，放在焊接装置上夹紧；
[0047]步骤104:将装好热沉的整个夹具放入用熔融石英玻璃制成的炉膛内，充惰性气体或者氢气保护；
[0048]步骤105:对炉膛进行升温至800摄氏度左右，恒温15分钟，使银铜分子相互扩散，形成合金层，充惰性气体或者氢气保护；
[0049]步骤106:停止加热，自然冷却至室温，充惰性气体保护；
[0050]步骤107:关闭气体阀门，卸下焊接好的零件，进行试水、机械加工整形等后序工
-H-
O
[0051]基于图1所述的银铜扩散焊接方法流程图，图4所示的被焊接热沉的焊接过程包括如下步骤:
[0052]A.将零件301、302放入烧杯甲中用三氯乙烯溶剂进行超声清洗三遍，然后用丙酮进行清洗三遍，在烧杯甲中倒入异丙醇待用；
[0053]B.将烧杯乙中配置好酸性腐蚀抛光液，硝酸:磷酸=I: 10，将零件301、302从异丙醇中取出放在烧杯乙中，晃动烧杯乙，等到烧杯乙中的零件表面发亮，迅速取出放入流动的去离子水中冲洗，然后用乙醇进行脱水三遍，丙酮清洗三遍，用干燥的氮气吹干，放入培养皿中待用；
[0054]C.将301放入电镀池中进行电镀银，厚度为1-3微米；
[0055]D.按照图4箭头所示，将302和301贴合在一起，需要说明的是304为所需要焊接面，可见焊接面不规则，且部分靠近边缘的焊接面细长，不适合采用焊片、焊条等常规焊接方式进行焊接，307为微通道所在区域，该区域有尺寸较小(10um)的通道，如过焊料过多将会产生“虹吸”现象将焊料吸附过微通道中产生堵塞；
[0056]E.按照图3所示的顺序将301、302、303放置在支撑座2和夹块4中间，303为石墨片，用来防止焊接装置、热沉之间相互粘结，需要说明的是，对于不同尺寸的零件，支撑座2和夹块4相应地进行配合设计；
[0057]F.将图3所示的被焊接部件放入到图2所示的焊接装置中，调节12、13对其施加由右向左的正向力将被焊接部件压紧；
[0058]G.将焊接装置放入到熔融石英管中，将石英管中通入氮气，气体流量为0.1升/分左右，持续10分钟左右，借助电阻加热的方式，对石英管进行升温，温度达到800摄氏度左右，恒温3分钟，停止加热，令其自然冷却至室温，关闭氮气阀门；
[0059]H.卸下被焊接部件，此时由于银铜分子相互扩散熔接形成合金，301和302被焊接在一起，然后进行试水、机械加工整形等后序工艺即可。
[0060]以上所述的具体实施例，是对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种银铜扩散焊接方法，用于焊接两块或多块由紫铜材料或无氧铜材料加工而成的零件，该方法包括如下步骤: A、对所有要焊接的零件进行化学清洗，去除油污、氧化层； B、在特定零件表面涂覆一层银； C、将所有要焊接的零件按顺序排列好，放在焊接装置上夹紧，重复的热沉之间用石墨片进行隔离，焊接装置上有弹簧，通过螺块进行力量调节； D、将装好热沉的整个夹具放入用熔融石英玻璃制成的炉膛内进行充惰性气体或者氢气保护，数分钟后对炉膛进行升温至800摄氏度左右，恒温，然后自然冷却至室温； E、卸下所需的零件，由于高温下银铜分子相互扩散，形成合金层，零件焊接在一起； F、关闭气体阀门，卸下焊接好的零件，进行试水、机械加工整形后序工艺。 其中，零件指的是组成散热体的热沉或基座各个机械加工件；特定零件指的是组成散热体的、其上没有散热肋片、微沟道的机械加工件。
2.如权利要求1所述的银铜扩散焊接方法，其特征在于，至少其中一块零件上有100um-500um的散热肋片或散热通道。
3.如权利要求1所述的银铜扩散焊接方法，其特征在于，其中散热热沉或基座由至少两块零件组成。
4.如权利要求1所述的银铜扩散焊接方法，其特征在于，其中化学清洗包括使用三氯乙烯进行去油污处理，使用硝酸:磷酸=I: 10溶液进行去除表面氧化物和抛光处理。
5.如权利要求1所述的银铜扩散焊接方法，其特征在于，其中热沉焊接后内部具有液体流动的通道，一个进水口和一个出水口，除了液体通道之外的不规则面积为焊接面。
6.如权利要求1所述的银铜扩散焊接方法，其特征在于，其中零件表面镀银借助电镀进行，镀层厚度为l_3um。
7.如权利要求1所述的银铜扩散焊接方法，其特征在于，其中石英玻璃管炉膛为一端开放，一端闭合的管状熔融石英器皿，至少包括一个进气口，一个堵头，堵头上有漏气出口。
8.如权利要求1所述的银铜扩散焊接方法，其特征在于，其中焊接过程中采用惰性气体或者还原气体流量控制在0.1升/分钟。
9.如权利要求1所述的银铜扩散焊接方法，其特征在于，其中对熔融石英管进行加热升温借助常规电阻加热的工艺。
10.如权利要求1所述的银铜扩散焊接方法所用的装置，其特征在于，其中焊接装置采用不锈钢材料制成，从左到右依次为:左堵头、支撑座、夹块、顶杆、导向支撑、壳体、簧座、簧芯、簧、右堵头、导向丝堵、旋紧螺母，其中左堵头、导向支撑、右堵头与壳体采用氩弧焊的方式连接在一起，弹簧调节装置对被焊接部件施加的正向压力进行调节。
【专利摘要】本发明提出了一种新型的银铜扩散焊接方法及其使用的焊接装置。利用该方法和焊接装置可以将多层薄片热沉或者带有微型散热图形的热沉焊接在一起，具有方法简单、焊接成品率高、焊接质量和可靠性好的优点，主要应用于功率型电子元器件、激光器或者光学增益介质的制冷过程中使用的通水热沉及基座的批量化生产。
【IPC分类】B23K31-02, B23K37-00, B23K37-04
【公开号】CN104874932
【申请号】CN201510245600
【发明人】刘媛媛, 柳瑞从, 杨富华
【申请人】中国科学院半导体研究所
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月14日