[发明专利]一种旋转预热摩擦微焊接方法

权利要求书

1.一种旋转预热摩擦微焊接方法，其特征在于，应用于微连接技术领域，包括以下步骤：

步骤1、采用细径劈刀夹持钻头，劈刀向下轴向运动同时转动，钻入凹槽或通孔中的钎料中或焊盘上的钎料中预定深度L₁后，提起劈刀及钻头，在凹槽或通孔中的钎料中或焊盘上的钎料中形成预定深度为L₁的定位孔；

步骤2、采用细径劈刀夹持待焊件，在待焊件的待焊端涂覆钎剂，或在钎料定位孔中滴涂钎剂；

所述的待焊件为柱形连接件、插针或引线；

步骤3、使劈刀带动待焊件以V₁转速、V₀轴向进给速度缓慢钻入步骤1形成的钎料定位孔中；钻入深度达到L₁后，停止劈刀的轴向进给、且转速由V₁升高至V₂，保持该状态S秒，完成第一阶段的旋转摩擦预热过程；

步骤4、劈刀的转速由V₂降回至V₁、同时恢复V₀的轴向进给速度，待焊件缓慢钻入钎料中至深度L₂，完成第一阶段的旋转摩擦进给过程；

所述的深度L₂为[L₁+(最终连接深度H-L₁)/2]；

步骤5、停止劈刀的轴向进给、且转速由V₁升高至V₂，保持该状态S秒，完成第二阶段旋转摩擦预热过程；

步骤6、劈刀的转动速度由V₂降回至V₁、同时恢复V₀的轴向进给速度，待焊件的钻入深度达到预定的最终连接深度H，完成第二阶段的旋转摩擦进给过程；

所述的最终连接深度H为凹槽或通孔中的钎料或焊盘上的钎料厚度或高度L₀的2/3～9/10；

步骤7、停止劈刀的轴向进给、且转速由V₁升高至V₂，保持该状态S秒，完成旋转摩擦微焊接的缓冷过程；

步骤8、停止劈刀的转动，待连接界面冷却后，打开劈刀的丝夹提起劈刀，使待焊件留在凹槽或通孔中的钎料中或焊盘上的钎料中，完成旋转预热摩擦微焊接过程。

2.根据权利要求1所述的一种旋转预热摩擦微焊接方法，其特征在于，步骤2中待焊件为柱形连接件，所述柱形连接件为钎料材质的柱形连接件；

所述钎料材质的柱形连接件所用的钎料的硬度和强度高于凹槽或通孔中或金属焊盘上的所用钎料的硬度和强度；

当采用细径劈刀夹持钎料材质的柱形连接件进行焊接时，步骤1所述的预定深度L₁为所述最终连接深度H的1/2～2/3。

3.根据权利要求1所述的一种旋转预热摩擦微焊接方法，其特征在于，步骤2中待焊件为金属或合金材质的柱形连接件、插针或引线，所述金属或合金材质的柱形连接件、插针或引线中的金属原子能够与凹槽或通孔中的或焊盘上的钎料原子相互扩散形成界面连接层；

当采用细径劈刀夹持金属或合金材质的柱形连接件、插针或引线进行焊接时，步骤1所述的预定深度L₁为凹槽或通孔中的钎料或焊盘上的钎料厚度或高度L₀的1/5。

4.根据权利要求3所述的一种旋转预热摩擦微焊接方法，其特征在于，所述的能够与凹槽或通孔中的或焊盘上的钎料原子相互扩散形成界面连接层的金属或合金材质的柱形连接件、插针或引线中的金属或合金包括金、银、黄铜、锡青铜、铜镍合金、铁镍钴合金、铁镍合金。

5.根据权利要求1、3或4所述的一种旋转预热摩擦微焊接方法，其特征在于，当采用细径劈刀夹持插针或引线钻入通孔中的钎料进行焊接时，插针或引线的直径小于等于通孔直径的1/5。

6.根据权利要求1至4之一所述的一种旋转预热摩擦微焊接方法，其特征在于，采用细径劈刀夹持待焊件钻入凹槽中的钎料或焊盘上的钎料中进行焊接时，待焊件直径小于等于焊盘直径或凹槽宽度的1/4。