[发明专利]真空钎焊方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属加工技术领域，特别涉及钎焊技术领域，具体是指一种真空钎焊方法。

背景技术

钎焊(Brazing)是利用熔点比母材(被钎焊材料)熔点低的填充金属(称为钎料或焊料)，在低于母材熔点、高于钎料熔点的温度下，利用液态钎料在母材表面润湿、铺展和在母材间隙中填缝，与母材相互溶解与扩散，而实现零件间的连接的焊接方法。

现有的钎焊的工艺方法分类：

烙铁钎焊：用于细小简单或很薄零件的软钎焊。

波峰钎焊：用于大批量印刷电路板和电子元件的组装焊接。施焊时，250℃左右的熔融焊锡在泵的压力下通过窄缝形成波峰，工件经过波峰实现焊接。这种方法生产率高，可在流水线上实现自动化生产。

火焰钎焊：用可燃气体与氧气或压缩空气混合燃烧的火焰作为热源进行焊接。火焰钎焊设备简单、操作方便，根据工件形状可用多火焰同时加热焊接。这种方法适用于自行车架、铝水壶嘴等中、小件的焊接。

浸沾钎焊：将工件部分或整体浸入覆盖有钎剂的钎料浴槽或只有熔盐的盐浴槽中加热焊接。这种方法加热均匀、迅速、温度控制较为准确，适合于大批量生产和大型构件的焊接。盐浴槽中的盐多由钎剂组成。焊后工件上常残存大量的钎剂，清洗工作量大。

感应钎焊利用高频、中频或工频感应电流作为热源的焊接方法。高频加热适合于焊接薄壁管件。采用同轴电缆和分合式感应圈可在远离电源的现场进行钎焊。

炉中钎焊：将装配好钎料的工件放在炉中进行加热焊接，常需要加钎剂，也可用还原性气体或惰性气体保护，加热比较均匀。

真空钎焊：工件加热在真空室内进行，主要用于要求质量高的产品和易氧化材料的焊接。

Mount Base零件是一种用在半导体离子刻蚀机的工作腔体内的核心零部件。装配此零件的中微离子刻蚀机核心腔体是生产该零件的主要技术难点。其困难在于，该零件是在真空高温高洁净环境下工作，零件整体需要持续冷却。因为此零件需要自身有冷却水道。由因为此零件是和芯片在同一真空腔室内工作，所以对水道的密封性要求极高，同时零件在高温工作过程中不能产生任何杂质的挥发以免污染芯片。

采用传统的钎焊工艺生产的零件，其水道密封性和杂质挥发情况都不能满足这种零件的生产要求，因此，如何实现一种既能够保证水道密封性，又能防止杂质挥发污染芯片，且工艺简单，实现成本低廉的钎焊方法，成为Mount Base零件生产中亟待解决的关键技术问题。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种既能够有效保证水道密封性，又能最大限度地防止杂质挥发污染芯片，且工艺简单，实现成本低廉，能够广泛应用于各类金属焊接加工，特别是Mount Base零件生产中的真空钎焊方法。

为了实现上述的目的，本发明的真空钎焊方法包括以下步骤：

(1)对待钎焊的零件进行预处理，清洁零件表面；

(2)将所述零件与钎料进行装配，使零件与钎料紧密贴合；

(3)将装配后的零件与钎料放入真空钎焊炉内；

(4)将所述的真空钎焊炉内抽真空，使炉内真空度达到1×10^-4帕；

(5)利用热辐射方法加热所述真空钎焊炉的炉内温度，达到钎料熔点温度，完成焊接。

该真空钎焊方法中，所述的步骤(1)具体包括以下步骤：

(11)将毛坯材料加工成型为零件；

(12)将所述零件打磨光滑；

(13)对所述零件进行化学清洗。

该真空钎焊方法中，所述的步骤(13)具体包括以下步骤：

(13-1)利用脱脂剂去除所述零件表面的油污；

(13-2)利用碱蚀去除所述零件表面的自然氧化物；

(13-3)利用酸蚀去除所述零件表面的一类新氧化物；

(13-4)利用酸洗去除所述零件表面的二类新氧化物。

该真空钎焊方法中，所述的步骤(2)具体包括以下步骤：

(21)将所述的零件与钎料根据加工要求进行组装；

(22)利用重力夹具固定组装后的零件与钎料，使所述零件与钎料之间紧密贴合。

该真空钎焊方法中，所述的钎料为复合钎料，所述的复合钎料包括芯材和包裹于所述芯材之外的复合层，所述的复合层的厚度为所述芯材厚度的10％±3％。

该真空钎焊方法中，所述的步骤(3)具体为：将装配后的零件与钎料连同所述的重力夹具放入真空钎焊炉内。