⑦38机电元件19g4年i2月继电器激光封焊技术探究^电子业部第四十研究所塑生摘要论述7蛙电器激光封焊的原理及其优点、I艺规范要求，蛙电器罩壳材料及其结构设计形式，对蛙电器封焊过程中易出现的裂纹、泄漏问题进行了束统的分析，并阐述1防止裂盘、泄漏应采取的措施。，关键词．，继电器激光密封焊V裂纹-一——～l●—————～，一其漏率不应超过1×1o_Pa-cm／s；对于体积大于32cm的产品，其每16era净密封1前言气体的漏率不应超过1×lOPa·cm／s。现代航天航空技术的发展，对自动控制要达到如此高的要求，就必须采用新的焊接元件提出了更加苛刻的要求。由于使用环境方法进行密封。作为三大高能束焊接方法之的更加恶劣化，对于密封继电器的技术性能一的激光焊与另两种焊接方法(等离子弧及可靠性的要求也越来越高，其中加工工艺焊、电子柬焊)相比，具有以下的优点：的改进是提高其可靠性的重要措施之一。目①能量密度高，热影响区小，尤其是脉前，在我国密封继电器的制造工艺中，底座冲激光更小，可避免热损伤；与外壳的封焊一般均采用手工锡焊密封，而②不需真空，对环境条件要求低，设备锡封存在一些工艺上难以解决的缺点：成本低；①由于密封封装是最后一道装配工序，③可透过透明材料进行焊接，便于保残留的焊剂难以清除干净，造成一定程度的护焊缝，适合于最后的充气密封；污染，影响继电器触点的可靠性；④焊接装置与被焊工件之间无机械接②泄漏率很高，锡封一般只能达到1×触，可避免变形与污染。因此，激光焊特别适用于电子工业中的1OPa·cm~／s，一旦泄漏，继电器触点氧一些微型件、精密零件的焊接加工。化，电阻增加，动作时易打弧、熔焊，造成失自1960年世界第一台激光器诞生以效；来．激光技术飞速发展，尤其是激光棒晶体③在焊接过程中易出现漏锡，导致产品技术的发展、电子能量脉冲系统的改善、数报废。控技术的发展，使激光在继电器焊接生产中因此，这种密封方法不能适应现代航空的应用成为可能，特别是用于继电器的密封航天技术的要求。为保证我国航空航天高可工艺中，具有其他方法无可比拟的优越性，靠继电器及军用继电器使用的可靠性，因此应用越来越广泛。GJB1461-92规定：焊接密封罩壳应制成气密式的，采用金属熔焊方法将罩壳完全密2继电器激光密封焊原理封。并规定：对于体积不大于32cm的产品，在继电器的密封焊接生产中，普遍采用收稿日期1994—0B一26固体脉冲激光器，尤其是脉冲激光焊接具有Vo1．14No．4ElectromechanicalComponents单点输入能量大、焊缝总的输入能量小的特转，高能级是不稳态。当有光子引发时，就能点，特别适合于继电器的封装。这类激光器产生高能级向低能级的受激辐射跃迁。通过产生激光的介质是用掺钕的钇铝石榴石共振腔的作用，使光子共振，使受激辐射越(Nd；YAG)晶体棒。当脉冲氙灯照射晶体来越强，一部分光子引出便形成了激光。通棒时，晶体捧中易激活离子Nd大量从低过光学系统传导，激光聚焦照射到继电器的能级激发到高能级中。当激发到高能级中的外壳与底座的焊缝表面，就可以实现对继电离子数超过基态离子数时，实现了粒子数反器的密封焊接。原理框图示如图l。至焊接表面囝1继电器激光密封焊原理圈这两种金属形成的密封接头的范围就很窄，3密封件材料的选择及结构设或者不可能进行焊接。计形式3．1材料外壳和底板应尽可能选取熔点和沸点f。相近的两种金属。基于激光焊接的机理特L————————————————L————一点，特别是焊接异种金属时，需要解决可焊／C性和可焊参数范围的问题。对于可以形成台(a)金结构、熔点与沸点相近的两种金属，能够形成成型良好、密封性好的接头的激光参数调整范围较大。如图2(a)所示的两种金属焊接表面同时熔化的温度较大，焊接温度范围可在^#一B_之间进行调整．相应的激，℃(b)光参数调整范围也较大。若一种金属的熔点圉2两种金属的熔点、沸点示意图比另一种金属的沸点还要高图[2(b)]，则机电元件(1)底座材料胀。焊接激光功率密度一般控制在10W／在较长时间内，我国电子行业的密封继cm左右。在不致使金属汽化时，输入能量电器生产厂在制做底座绝缘子时，大都采用可偏大些，以增加熔宽及熔深。对不同的材可伐合金和钼组电子玻璃。这是由于这两种料．输入能量有所区别．如镍铜台金与低碳材料在较宽的温度范围内膨胀系数极为接钢相比．由于其热导率大，在同样的焊接条近．制成的器件内没有破坏应力。由于傲引件下．熔深只能达到低碳钢的三分之一，因出脚的可伐台金电阻较高，产热较大，对内此输入能量要大些