第一篇：先進焊接用軟銅線材料特性研究

銅線焊接應(yīng)用于超小間距、超高引腳數(shù)、低k解決方案時，一些失效模式會嚴(yán)重影響焊接工序的成品率和生產(chǎn)率。這些失效模式包括，焊接墊金屬層噴濺或者剝裂，引線針腳拉伸數(shù)值低，數(shù)值變化范圍大，以及短尾線等。因此需要對銅線重新檢驗，改進它的特性以滿足引線焊接工藝的要求。

銅線焊的挑戰(zhàn)

近年來，金價顯著提升，而半導(dǎo)體工業(yè)對低成本材料的需求更加強烈。作為連接導(dǎo)線，銅線是金線的理想替代品。這主要得益于銅線更高的熱導(dǎo)性，更低的電阻率、更高的拉伸力、和更慢的金屬間的滲透，以及最主要的因素——更低的價格。

銅線已經(jīng)在分離器件和低功率器件上成功應(yīng)用。隨著技術(shù)的進步，市場已經(jīng)對將銅線應(yīng)用于超小間距，超高引腳數(shù)的焊接產(chǎn)品上表現(xiàn)出了持續(xù)增加的興趣。銅材料本身具有的優(yōu)越的機械，電性能和更慢的金屬間的參透性導(dǎo)致更強更可靠的銅焊接。

就機械性能而言，根據(jù)Khoury等人的剪切力和拉伸力實驗，銅線的強度都大于金線的強度。實驗結(jié)果顯示銅線的電阻率是1.60(μΩ/cm)，電導(dǎo)率是0.42(μΩ/cm)-1.這些結(jié)果說明銅線比金線導(dǎo)電性強33%。銅線形成高穩(wěn)定線型的能力強過金線，特別是在塑封的過程中，當(dāng)引線受到注塑料的外力作用時，銅線的穩(wěn)定性強過金線。原因是因為銅材料的機械性能優(yōu)于金材料的機械性能。

雖然銅線有很多優(yōu)點，但是金線和銅線都有它們各自的問題。在引線焊接工藝中應(yīng)用銅線的主要問題是它的焊接能力。

如果把銅線打在軟的、薄的鍵合墊金屬層上，銅材料的硬度能夠?qū)е骆I合墊彈坑和鍵合墊開裂失效模式出現(xiàn)。由于這種破壞作用，在鍵合墊下鋁金屬層的變薄也會導(dǎo)致熱老化失效。另外，由于銅材料易氧化，必須在焊接機器上增加一個銅工具包，使其中充滿氣體(95%N2/5%H2)，在這個銅工具包中才能形成銅真空球。易氧化性導(dǎo)致銅鋁接觸層開裂，從而相應(yīng)的削弱銅鋁焊接的強度。由于銅的熔點更高，需要更多的能量在合適的惰性氣體的環(huán)境中形成真空球。

應(yīng)用銅線的第二個挑戰(zhàn)是第二鍵合點的焊接。目前，超小間距焊接技術(shù)和超細連線的技術(shù)只應(yīng)用在球柵陣列的基板上。但是，短線這種失效模式會對機器維修間隔平均時間(MTBA)和機器的生產(chǎn)率造成嚴(yán)重的影響。因此，有必要重新考慮銅線的組成成分和制作工藝從而改進它的材料特性以滿足高級聯(lián)線焊接技術(shù)的應(yīng)用。在本論文的研究中，根據(jù)第一焊接點和第二焊接點的焊接質(zhì)量，銅線材料特性被重新檢驗。為了研究第一焊接點和第二焊接點的相關(guān)性，我們選用了幾種具有不同微觀材料特性的銅線作為實驗對象。

試驗方案

銅線焊接試驗是在鍍鎳引腳上涂了金料的普通的球柵陣列基板上進行。兩種不同類型的銅線產(chǎn)品樣本作為實驗對象來進行焊接工藝的優(yōu)化試驗，然后，采用經(jīng)過充分優(yōu)化的焊接工藝參數(shù)來比較兩個銅線實驗樣本的性能。實驗是在相同的焊接工藝參數(shù)下，分別使用這兩種銅線樣本來比較它們的性能。

用來做實驗的銅線的直徑都是25um，兩個銅線試驗樣本A和B都擁有大于99.994%(4N)以上的銅純度，但是它們摻有不同的雜質(zhì)和采用了不同的加工工藝，在混合氣體(95%N2/5%H2)中形成焊球，所有實驗都在加裝了銅裝置的庫力索法8028PPS焊接機臺上進行。

除了通常的焊接參數(shù)，例如接觸速度（Contact Velocity），焊接力（Bond Force），焊接時間(Time），超聲波功率(Ultrasonic Power)和時間以外，在這次試驗中還使用一個叫做初始焊接力（Initial Bond Force）的參數(shù)。實驗使用庫力索法公司的焊嘴(CUPRA)，試驗溫度是175℃。實驗用的測試芯片的焊接墊尺寸為65um, 焊接墊與相鄰焊接墊中心間間距是80um。焊接墊金屬層由98.5%Al-1%Si-0.5%Cu組成，厚度為8000-10000?。

為了獲得測量細微結(jié)構(gòu)和硬度的焊球樣品，機器上設(shè)有一個特殊的程序，可以專門生成焊球用于測量。真空球的目標(biāo)直徑是50um(圖1)。所有的實驗樣品在焊接前都經(jīng)過等離子清洗以減少焊接面上附著的有機物。

試驗中使用濃度50%的硝酸溶液除去焊接的銅球，而橫斷面試驗是采用常規(guī)的金相學(xué)方法。硬度測量分別在從中心橫斷面切開的真空球上和焊接后的焊接球上進行。

第一點焊接特性

在焊接過程中，硅彈坑和焊接墊下開裂是兩個關(guān)鍵的失效模式。當(dāng)超聲波能量震動和焊接力被使用時，焊接墊的下面會出現(xiàn)開裂。另外，它也許會以焊接墊剝落的失效模式出現(xiàn)。硅彈坑是指在焊接墊金屬層下的硅層的破裂。在多數(shù)情況下，硅彈坑出現(xiàn)在拉伸測試試驗中，這時，硅層被拉開，同時伴隨著銅焊球脫離IC芯片。硅彈坑這種失效模式主要是由于強烈的超聲波能量震動引起的，而焊接后的拉伸試驗中的張力會加重它的失效程度。

真空球形成時，金屬應(yīng)力增強。在球焊接的過程中，由于塑性變形，硬度和強度都會增大。應(yīng)力的大小是和在球焊接形成的過程中的產(chǎn)生的壓力相互關(guān)聯(lián)的。焊接后，球中的應(yīng)力的大小和分布情況可以通過有限元建模的方法模擬出來。有限元分析顯示應(yīng)力分布的位置和硬度測試研究的結(jié)果相一致。球焊接形成中所產(chǎn)生的大部分應(yīng)力發(fā)生在焊接球的外圈，與焊嘴的內(nèi)側(cè)斜面相一致。焊接球的中心部位的應(yīng)力較小。和金線相比較，銅線在焊接中表現(xiàn)出了更強的應(yīng)變強度。

鋁噴濺會發(fā)生在用更強硬度的銅真空球在超聲波的作用下去推擊較軟的鋁金屬層的過程中。圖2顯示了鋁噴濺的情況。除非金屬層被完全推開，或者是鋁噴濺引起電路短路，鋁噴濺本身并不是一個嚴(yán)重的問題。但是，焊接球下面的鋁層厚度的不規(guī)則減少是一個問題。這可能會導(dǎo)致銅鋁金屬間滲透的不一致性，從而導(dǎo)致潛在的可靠性失效。另外，鋁層厚度在一定程度上的減少也是必要的，因為這種鋁層厚度的減少可以起到“阻尼墊”的作用，可以減小應(yīng)力對下層結(jié)構(gòu)的破壞。這種阻尼效果的減弱是和鋁噴濺的程度成正比例的。理想情況是，焊接球下應(yīng)該保持一定厚度的鋁金屬層。

● 銅線硬度

銅線的材料特性和焊接機的焊接參數(shù)的設(shè)定對于銅線焊接的質(zhì)量具有關(guān)鍵影響。線的特性是指硬度，真空球的硬度和焊接后的焊球的硬度等。銅比金和鋁的硬度都高，所以銅也更容易引起硅彈坑和焊接墊下開裂這兩種失效模式，尤其是在又軟又薄的焊接墊金屬層上更是如此。比較兩種銅線樣本A和B, 根據(jù)圖3所示的掃描電鏡照片和圖4所示的橫斷面照片，我們可以看到銅線A所引起的鋁噴濺小于銅線B所引起的鋁噴濺。這個現(xiàn)象是和銅線A的更小的真空球硬度相一致的。

在相同的焊接參數(shù)設(shè)定下，真空球硬度越小的銅線對鋁層厚度的影響就越小。然而，一個越軟的真空球可以減小硅彈坑對焊接墊的影響。

人們通常所認(rèn)為的更高純度的線是唯一一種達到更軟的線的方法，從而改進焊接質(zhì)量的想法是錯誤的。而試驗顯示，4N純度的銅線，配以合適的添加雜質(zhì)和生產(chǎn)加工工藝，在應(yīng)用上不僅可以達到更軟的銅線的性能要求，同時還可以獲得比較穩(wěn)定的線型以及比較高的拉伸和剪切數(shù)值（圖5）。● 工藝參數(shù)的設(shè)定

對真空球硬度有進一步影響的是電子打火裝置參數(shù)的設(shè)定，尤其是電子打火電流這個參數(shù)的設(shè)定。測量結(jié)果顯示，電子打火電流增加可以導(dǎo)致真空球的硬度增加。另外，工藝參數(shù)的設(shè)定還會影響到焊接墊的金屬噴濺。庫力索法焊接機有一個參數(shù)叫初始焊接力(Initial Bond Force), 這個參數(shù)控制真空球?qū)τ诤附訅|的影響，減小或者消除任何損壞。銅線焊接的質(zhì)量要依賴焊接參數(shù)的設(shè)定，因為在焊接時，單靠銅線本身并不一定可以消除對焊接墊金屬層的破壞。因此，焊接參數(shù)總是需要用試驗設(shè)計的方法來進行優(yōu)化。

在第一焊接點的優(yōu)化中采用初始焊接力(Initial Bond Force)是因為焊接墊金屬層太軟而不能支撐銅線的焊接。初始焊接力(Initial Bond Force)還可以減少鋁噴濺。在傳統(tǒng)的焊接過程中，當(dāng)焊接力增加時，硅彈坑發(fā)生率就會下降，但是焊接墊下開裂的現(xiàn)象就會增加。理論根據(jù)是，焊接開始時，初始焊接力(Initial Bond Force)擠壓真空球到焊接墊，真空球就會變平，從而在實際焊接的過程中可以防止真空球穿透較柔軟的焊接墊鋁金屬層，然后再應(yīng)用低數(shù)值的常規(guī)的超聲波和焊接力以防止焊接墊下開裂情況的出現(xiàn)。本文所設(shè)計的實驗中都用到了初始焊接力(Initial Bond Force)這個參數(shù)。

第二焊點焊接特性的研究

第二焊點兩種銅線樣本的針腳拉伸試驗的結(jié)果顯示，B型銅線的針腳拉伸的數(shù)值大約增加了40%，通過電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，B型銅線的針腳焊接面積更大，這就可以解釋為什么它的針腳拉伸數(shù)值更大。B型銅線之所以能更好的粘附在焊接引腳上的原因是它的更低的銅線硬度。這是因為當(dāng)超聲波和負(fù)載加在其上后它更容易變形。

圖6 顯示B型銅線經(jīng)過針腳拉伸測試后附著在引腳上的針腳焊接殘留更大更厚。而另一方面，A型銅線在月牙形張口處則經(jīng)歷了從延展性到脆性斷裂的變化。相比較下的較少的針腳焊接殘留物顯示了線和引腳鍍層之間粘結(jié)的不充分。

除去在設(shè)計的實驗中一些最佳點處的拉力數(shù)值比較大以外，B型銅線還表現(xiàn)出了更大的工藝參數(shù)值的取值范圍。對這個工藝參數(shù)的數(shù)值范圍的要求是當(dāng)工藝參數(shù)設(shè)定在這個取值范圍內(nèi)而進行生產(chǎn)連續(xù)作業(yè)時，沒有第二焊點不粘（NSOL）或者短尾線這樣的失效模式出現(xiàn)。這種明顯增強的第二焊接點質(zhì)量應(yīng)該歸功于B型銅線的經(jīng)過改進的機械變形能力。

如前所述，兩種銅線的微觀結(jié)構(gòu)不同（圖7），而這才是機械性能不同背后的原因。B型銅線的組成顆粒更大，這也是張力和硬度測試試驗中結(jié)果不同的原因。

而A型銅線則需要更大的超聲波和焊接力輸入值來達到線和引腳之間的最佳焊接。而這個更大的超聲波和更大的焊接力輸入值則會引起第二焊接點處的擠壓結(jié)合面變得更小。相應(yīng)的，就會得到一個更小的拉伸值。這個問題在超細間距焊接中更加明顯。由于超細間距焊接需要更小的焊接墊和連接線的尺寸，相應(yīng)的焊嘴前端的尺寸也要減小，焊嘴前端完成第二焊接的有效接觸面積也會相應(yīng)的減少。

結(jié)論

實驗顯示，不同機械特性的銅線會得到明顯差異的焊接結(jié)果。第二焊接點受影響的因素包括：工藝參數(shù)的取值范圍，針腳拉伸測試的數(shù)值和短線尾的表現(xiàn)等。第一焊接點受影響的因素包括：鋁噴濺和焊接墊下開裂的程度大小等；另外，除了銅線本身的特性以外，真空球的硬度還很大程度上受到電子打火相關(guān)參數(shù)設(shè)定的影響；鋁噴濺受到焊接的銅線的機械特性，焊接墊的特性以及工藝參數(shù)的影響。正確設(shè)定初始焊接力(Initial Bond Force)的數(shù)值會顯著減少鋁焊接墊的噴濺；組成成分和加工過程對銅線的機械特性具有顯著的影響。但是銅線的純度大于4N對于銅線的機械特性的改善而言并非必須的。

第二篇：先進焊接用軟銅線材料特性研究

先進焊接用軟銅線材料特性研究

作者：Jason Kam(jkam@kns.com)、Ho Hong Meng、Dominik Stephan、Dodgie Reigh M.Calpito、Klaus Dittmer、Ling Jamin、Goh Heng Mui，Kulicke & Soffa（S.E.A.）

銅線焊接應(yīng)用于超小間距、超高引腳數(shù)、低k解決方案時，一些失效模式會嚴(yán)重影響焊接工序的成品率和生產(chǎn)率。這些失效模式包括，焊接墊金屬層噴濺或者剝裂，引線針腳拉伸數(shù)值低，數(shù)值變化范圍大，以及短尾線等。因此需要對銅線重新檢驗，改進它的特性以滿足引線焊接工藝的要求。

銅線焊的挑戰(zhàn)

近年來，金價顯著提升，而半導(dǎo)體工業(yè)對低成本材料的需求更加強烈。作為連接導(dǎo)線，銅線是金線的理想替代品。這主要得益于銅線更高的熱導(dǎo)性，更低的電阻率、更高的拉伸力、和更慢的金屬間的滲透，以及最主要的因素——更低的價格。

銅線已經(jīng)在分離器件和低功率器件上成功應(yīng)用。隨著技術(shù)的進步，市場已經(jīng)對將銅線應(yīng)用于超小間距，超高引腳數(shù)的焊接產(chǎn)品上表現(xiàn)出了持續(xù)增加的興趣。銅材料本身具有的優(yōu)越的機械，電性能和更慢的金屬間的參透性導(dǎo)致更強更可靠的銅焊接。

就機械性能而言，根據(jù)Khoury等人的剪切力和拉伸力實驗，銅線的強度都大于金線的強度。實驗結(jié)果顯示銅線的電阻率是1.60(μΩ/cm)，電導(dǎo)率是0.42(μΩ/cm)-1.這些結(jié)果說明銅線比金線導(dǎo)電性強33%。銅線形成高穩(wěn)定線型的能力強過金線，特別是在塑封的過程中，當(dāng)引線受到注塑料的外力作用時，銅線的穩(wěn)定性強過金線。原因是因為銅材料的機械性能優(yōu)于金材料的機械性能。

雖然銅線有很多優(yōu)點，但是金線和銅線都有它們各自的問題。在引線焊接工藝中應(yīng)用銅線的主要問題是它的焊接能力。

如果把銅線打在軟的、薄的鍵合墊金屬層上，銅材料的硬度能夠?qū)е骆I合墊彈坑和鍵合墊開裂失效模式出現(xiàn)。由于這種破壞作用，在鍵合墊下鋁金屬層的變薄也會導(dǎo)致熱老化失效。另外，由于銅材料易氧化，必須在焊接機器上增加一個銅工具包，使其中充滿氣體(95%N2/5%H2)，在這個銅工具包中才能形成銅真空球。易氧化性導(dǎo)致銅鋁接觸層開裂，從而相應(yīng)的削弱銅鋁焊接的強度。由于銅的熔點更高，需要更多的能量在合適的惰性氣體的環(huán)境中形成真空球。

應(yīng)用銅線的第二個挑戰(zhàn)是第二鍵合點的焊接。目前，超小間距焊接技術(shù)和超細連線的技術(shù)只應(yīng)用在球柵陣列的基板上。但是，短線這種失效模式會對機器維修間隔平均時間(MTBA)和機器的生產(chǎn)率造成嚴(yán)重的影響。因此，有必要重新考慮銅線的組成成分和制作工藝從而改進它的材料特性以滿足高級聯(lián)線焊接技術(shù)的應(yīng)用。在本論文的研究中，根據(jù)第一焊接點和第二焊接點的焊接質(zhì)量，銅線材料特性被重新檢驗。為了研究第一焊接點和第二焊接點的相關(guān)性，我們選用了幾種具有不同微觀材料特性的銅線作為實驗對象。

試驗方案

銅線焊接試驗是在鍍鎳引腳上涂了金料的普通的球柵陣列基板上進行。兩種不同類型的銅線產(chǎn)品樣本作為實驗對象來進行焊接工藝的優(yōu)化試驗，然后，采用經(jīng)過充分優(yōu)化的焊接工藝參數(shù)來比較兩個銅線實驗樣本的性能。實驗是在相同的焊接工藝參數(shù)下，分別使用這兩種銅線樣本來比較它們的性能。

用來做實驗的銅線的直徑都是25um，兩個銅線試驗樣本A和B都擁有大于99.994%(4N)以上的銅純度，但是它們摻有不同的雜質(zhì)和采用了不同的加工工藝，在混合氣體(95%N2/5%H2)中形成焊球，所有實驗都在加裝了銅裝置的庫力索法8028PPS焊接機臺上進行。

除了通常的焊接參數(shù)，例如接觸速度（Contact Velocity），焊接力（Bond Force），焊接時間(Time），超聲波功率(Ultrasonic Power)和時間以外，在這次試驗中還使用一個叫做初始焊接力（Initial Bond Force）的參數(shù)。實驗使用庫力索法公司的焊嘴(CUPRA)，試驗溫度是175℃。實驗用的測試芯片的焊接墊尺寸為65um, 焊接墊與相鄰焊接墊中心間間距是80um。焊接墊金屬層由98.5%Al-1%Si-0.5%Cu組成，厚度為8000-10000?。為了獲得測量細微結(jié)構(gòu)和硬度的焊球樣品，機器上設(shè)有一個特殊的程序，可以專門生成焊球用于測量。真空球的目標(biāo)直徑是50um(圖1)。所有的實驗樣品在焊接前都經(jīng)過等離子清洗以減少焊接面上附著的有機物。

試驗中使用濃度50%的硝酸溶液除去焊接的銅球，而橫斷面試驗是采用常規(guī)的金相學(xué)方法。硬度測量分別在從中心橫斷面切開的真空球上和焊接后的焊接球上進行。

第一點焊接特性

在焊接過程中，硅彈坑和焊接墊下開裂是兩個關(guān)鍵的失效模式。當(dāng)超聲波能量震動和焊接力被使用時，焊接墊的下面會出現(xiàn)開裂。另外，它也許會以焊接墊剝落的失效模式出現(xiàn)。硅彈坑是指在焊接墊金屬層下的硅層的破裂。在多數(shù)情況下，硅彈坑出現(xiàn)在拉伸測試試驗中，這時，硅層被拉開，同時伴隨著銅焊球脫離IC芯片。硅彈坑這種失效模式主要是由于強烈的超聲波能量震動引起的，而焊接后的拉伸試驗中的張力會加重它的失效程度。

真空球形成時，金屬應(yīng)力增強。在球焊接的過程中，由于塑性變形，硬度和強度都會增大。應(yīng)力的大小是和在球焊接形成的過程中的產(chǎn)生的壓力相互關(guān)聯(lián)的。焊接后，球中的應(yīng)力的大小和分布情況可以通過有限元建模的方法模擬出來。有限元分析顯示應(yīng)力分布的位置和硬度測試研究的結(jié)果相一致。球焊接形成中所產(chǎn)生的大部分應(yīng)力發(fā)生在焊接球的外圈，與焊嘴的內(nèi)側(cè)斜面相一致。焊接球的中心部位的應(yīng)力較小。和金線相比較，銅線在焊接中表現(xiàn)出了更強的應(yīng)變強度。

鋁噴濺會發(fā)生在用更強硬度的銅真空球在超聲波的作用下去推擊較軟的鋁金屬層的過程中。圖2顯示了鋁噴濺的情況。除非金屬層被完全推開，或者是鋁噴濺引起電路短路，鋁噴濺本身并不是一個嚴(yán)重的問題。但是，焊接球下面的鋁層厚度的不規(guī)則減少是一個問題。這可能會導(dǎo)致銅鋁金屬間滲透的不一致性，從而導(dǎo)致潛在的可靠性失效。另外，鋁層厚度在一定程度上的減少也是必要的，因為這種鋁層厚度的減少可以起到“阻尼墊”的作用，可以減小應(yīng)力對下層結(jié)構(gòu)的破壞。這種阻尼效果的減弱是和鋁噴濺的程度成正比例的。理想情況是，焊接球下應(yīng)該保持一定厚度的鋁金屬層。

● 銅線硬度

銅線的材料特性和焊接機的焊接參數(shù)的設(shè)定對于銅線焊接的質(zhì)量具有關(guān)鍵影響。線的特性是指硬度，真空球的硬度和焊接后的焊球的硬度等。銅比金和鋁的硬度都高，所以銅也更容易引起硅彈坑和焊接墊下開裂這兩種失效模式，尤其是在又軟又薄的焊接墊金屬層上更是如此。比較兩種銅線樣本A和B, 根據(jù)圖3所示的掃描電鏡照片和圖4所示的橫斷面照片，我們可以看到銅線A所引起的鋁噴濺小于銅線B所引起的鋁噴濺。這個現(xiàn)象是和銅線A的更小的真空球硬度相一致的。

在相同的焊接參數(shù)設(shè)定下，真空球硬度越小的銅線對鋁層厚度的影響就越小。然而，一個越軟的真空球可以減小硅彈坑對焊接墊的影響。

人們通常所認(rèn)為的更高純度的線是唯一一種達到更軟的線的方法，從而改進焊接質(zhì)量的想法是錯誤的。而試驗顯示，4N純度的銅線，配以合適的添加雜質(zhì)和生產(chǎn)加工工藝，在應(yīng)用上不僅可以達到更軟的銅線的性能要求，同時還可以獲得比較穩(wěn)定的線型以及比較高的拉伸和剪切數(shù)值（圖5）。

● 工藝參數(shù)的設(shè)定

對真空球硬度有進一步影響的是電子打火裝置參數(shù)的設(shè)定，尤其是電子打火電流這個參數(shù)的設(shè)定。測量結(jié)果顯示，電子打火電流增加可以導(dǎo)致真空球的硬度增加。另外，工藝參數(shù)的設(shè)定還會影響到焊接墊的金屬噴濺。庫力索法焊接機有一個參數(shù)叫初始焊接力(Initial Bond Force), 這個參數(shù)控制真空球?qū)τ诤附訅|的影響，減小或者消除任何損壞。銅線焊接的質(zhì)量要依賴焊接參數(shù)的設(shè)定，因為在焊接時，單靠銅線本身并不一定可以消除對焊接墊金屬層的破壞。因此，焊接參數(shù)總是需要用試驗設(shè)計的方法來進行優(yōu)化。

在第一焊接點的優(yōu)化中采用初始焊接力(Initial Bond Force)是因為焊接墊金屬層太軟而不能支撐銅線的焊接。初始焊接力(Initial Bond Force)還可以減少鋁噴濺。在傳統(tǒng)的焊接過程中，當(dāng)焊接力增加時，硅彈坑發(fā)生率就會下降，但是焊接墊下開裂的現(xiàn)象就會增加。理論根據(jù)是，焊接開始時，初始焊接力(Initial Bond Force)擠壓真空球到焊接墊，真空球就會變平，從而在實際焊接的過程中可以防止真空球穿透較柔軟的焊接墊鋁金屬層，然后再應(yīng)用低數(shù)值的常規(guī)的超聲波和焊接力以防止焊接墊下開裂情況的出現(xiàn)。本文所設(shè)計的實驗中都用到了初始焊接力(Initial Bond Force)這個參數(shù)。

第二焊點焊接特性的研究

第二焊點兩種銅線樣本的針腳拉伸試驗的結(jié)果顯示，B型銅線的針腳拉伸的數(shù)值大約增加了40%，通過電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，B型銅線的針腳焊接面積更大，這就可以解釋為什么它的針腳拉伸數(shù)值更大。B型銅線之所以能更好的粘附在焊接引腳上的原因是它的更低的銅線硬度。這是因為當(dāng)超聲波和負(fù)載加在其上后它更容易變形。

圖6 顯示B型銅線經(jīng)過針腳拉伸測試后附著在引腳上的針腳焊接殘留更大更厚。而另一方面，A型銅線在月牙形張口處則經(jīng)歷了從延展性到脆性斷裂的變化。相比較下的較少的針腳焊接殘留物顯示了線和引腳鍍層之間粘結(jié)的不充分。

除去在設(shè)計的實驗中一些最佳點處的拉力數(shù)值比較大以外，B型銅線還表現(xiàn)出了更大的工藝參數(shù)值的取值范圍。對這個工藝參數(shù)的數(shù)值范圍的要求是當(dāng)工藝參數(shù)設(shè)定在這個取值范圍內(nèi)而進行生產(chǎn)連續(xù)作業(yè)時，沒有第二焊點不粘（NSOL）或者短尾線這樣的失效模式出現(xiàn)。這種明顯增強的第二焊接點質(zhì)量應(yīng)該歸功于B型銅線的經(jīng)過改進的機械變形能力。

如前所述，兩種銅線的微觀結(jié)構(gòu)不同（圖7），而這才是機械性能不同背后的原因。B型銅線的組成顆粒更大，這也是張力和硬度測試試驗中結(jié)果不同的原因。

而A型銅線則需要更大的超聲波和焊接力輸入值來達到線和引腳之間的最佳焊接。而這個更大的超聲波和更大的焊接力輸入值則會引起第二焊接點處的擠壓結(jié)合面變得更小。相應(yīng)的，就會得到一個更小的拉伸值。這個問題在超細間距焊接中更加明顯。由于超細間距焊接需要更小的焊接墊和連接線的尺寸，相應(yīng)的焊嘴前端的尺寸也要減小，焊嘴前端完成第二焊接的有效接觸面積也會相應(yīng)的減少。

結(jié)論

實驗顯示，不同機械特性的銅線會得到明顯差異的焊接結(jié)果。第二焊接點受影響的因素包括：工藝參數(shù)的取值范圍，針腳拉伸測試的數(shù)值和短線尾的表現(xiàn)等。第一焊接點受影響的因素包括：鋁噴濺和焊接墊下開裂的程度大小等；另外，除了銅線本身的特性以外，真空球的硬度還很大程度上受到電子打火相關(guān)參數(shù)設(shè)定的影響；鋁噴濺受到焊接的銅線的機械特性，焊接墊的特性以及工藝參數(shù)的影響。正確設(shè)定初始焊接力(Initial Bond Force)的數(shù)值會顯著減少鋁焊接墊的噴濺；組成成分和加工過程對銅線的機械特性具有顯著的影響。但是銅線的純度大于4N對于銅線的機械特性的改善而言并非必須的。

絲球焊是引線鍵合中最具代表性的焊接技術(shù)，它是在一定的溫度下，作用鍵合工具劈刀的壓力，并加載超聲振動，將引線一端鍵合在IC芯片的金屬法層上，另一端鍵合到引線框架上或PCB便的焊盤上，實現(xiàn)芯片內(nèi)部電路與外圍電路的電連接，由于絲球焊操作方便、靈活、而且焊點牢固，壓點面積大（為金屬絲直徑的2.5－3倍），又無方向性，故可實現(xiàn)高速自動化焊接[1]。# r)Z, O6 l“ J9 a;U絲球焊廣泛采用金引線，金絲具有電導(dǎo)率大、耐腐蝕、韌性好等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于集成電路，鋁絲由于存在形球非常困難等問題，只能采用楔鍵合，主要應(yīng)用在功率器件、微波器件和光電器件，隨著高密度封裝的發(fā)展，金絲球焊的缺點將日益突出，同時微電子行業(yè)為降低成本、提高可靠性，必將尋求工藝性能好、價格低廉的金屬材料來代替價格昂貴的金，眾多研究結(jié)果表明銅是金的最佳替代品

[2－6]。, W+ ^.E* b+ m)n(?-y8 e

銅絲球焊具有很多優(yōu)勢：

: c7 H7 n3 E5 ~% o0 S6 [!y ?)t2（1）價格優(yōu)勢：引線鍵合中使用的各種規(guī)格的銅絲，其成本只

有金絲的1/3－1/10。

!B” e# N, o, z（2）電學(xué)性能和熱學(xué)性能：銅的電導(dǎo)率為0.62（μΩ/cm）－1，比金的電導(dǎo)率[0.42（μΩ/cm）－1]大，同時銅的熱導(dǎo)率也高于金，因此在直徑相同的條件下銅絲可以承載更大電流，使得銅引線不僅用于功率器件中，也應(yīng)用于更小直徑引線以適應(yīng)高密度集成電路封裝； j4 g$ e% t+ a0 C（3）機械性能：銅引線相對金引線的高剛度使得其更適合細小引線鍵合；4 X8 H，x' O J6 s（4）焊點金屬間化合物：對于金引線鍵合到鋁金屬化焊盤，對界面組織的顯微結(jié)構(gòu)及界面氧化過程研究較多，其中最讓人們關(guān)心的是“紫斑”（AuAl2）和“白斑”（Au2Al）問題，并且因Au和Al兩種元素的擴散速率不同，導(dǎo)致界面處形成柯肯德爾孔洞以及裂紋。降低了焊點力學(xué)性能和電學(xué)性能[7，8]，對于銅引線鍵合到鋁金屬化焊盤，研究的相對較少，Hyoung－Joon Kim等人[9]認(rèn)為在同等條件下，Cu/Al界面的金屬間化合物生長速度比Au/Al界面的慢10倍，因此，銅絲球焊焊點的可靠性要高于金絲球焊焊點。a3 D# x# C' W* p1992年8月，美國國家半導(dǎo)體公司開始將銅絲球焊技術(shù)正式運用在實際生產(chǎn)中去，但目前銅絲球焊所占引線鍵合的比例依然很少，主要是因此銅絲球焊技術(shù)面臨著一些難點：

-f ~;j/ O-u: u: K（1）銅容易被氧化，鍵合工藝不穩(wěn)定，g3 p.V0 p& G6 b)n;l（2）銅的硬度、屈服強度等物理參數(shù)高于金和鋁。鍵合時需要施加更大的超聲能量和鍵合壓力，因此容易對硅芯片造成損傷甚至是破壞?！?k9 D9 ^2 W3 f 本文采用熱壓超聲鍵合的方法，分別實現(xiàn)Au引線和Cu引線鍵合到Al-1％Si-0.5％Cu金屬化焊盤，對比考察兩種焊點在200℃老化過程中的界面組織演變情況，焊點力學(xué)性能變化規(guī)律，焊點剪切失效模式和拉伸失效模式，分析了焊點不同失效模式產(chǎn)生的原因及其和力學(xué)性能的相關(guān)關(guān)系。

!T5 e# [6 z2 F# p

% f/ v3 V4 h/ W2 m0 x2 試驗材料及方法 , e& T;J+ E5 k/ {7 n鍵合設(shè)備采用K＆S公司生產(chǎn)的Nu-Tek絲球焊機，超聲頻率為120m赫茲，銅絲球焊時，增加了一套Copper Kit防氧化保護裝置，為燒球過程和鍵合過程提供可靠的還原性氣體保護（95％N25％H2），芯片焊盤為Al＋1％Si＋0.5％Cu金屬化層，厚度為3μm。引線性能如表1所示。)M# i% |9 y% j& `/ g.Z% H3 |+ U/ J: s-{6 h采用DOE實驗對鍵合參數(shù)（主要為超聲功率、鍵合時間、鍵合壓力和預(yù)熱溫度四個參數(shù)）進行了優(yōu)化，同時把能量施加方式做了改進，采用兩階段能量施加方法進行鍵合，首先在接觸階段（第一階段），以較大的鍵合壓力和較低的超聲功率共同作用于金屬球（FAB），使其發(fā)生較大的塑性變形，形成焊點的初步形貌；隨之用較低的鍵合壓力和較高超聲功率來完成最后的連接過程（第二階段），焊點界面結(jié)合強度主要取決于第二階段，本文所采用的鍵合參數(shù)，如表2所示。

” + W0 @# w9 ?3 r& Y* E8 q.t& s/ C# U, {' Z 為加速焊點界面組織演變，在200℃下采用恒溫老化爐進行老化實驗，老化時間分別為n2天（n＝1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11）。為防止焊點在老化過程中被氧化，需要在老化過程中進行氮氣保

護。8 t-]0 k8 m(}, G 焊點的橫截面按照標(biāo)準(zhǔn)的制樣過程進行制備。但由于焊點的尺寸原因需要特別精心，首先采用樹脂進行密封，在水砂紙上掩模到2000號精度，保證橫截面在焊點正中，再采用1.0μm粒度的金剛石掩模劑在金絲絨專用布上拋光，HITACHIS－4700掃描電鏡抓取了試樣表面的被散射電子像，EDX分析界面組成成分。7 q9 r' $ ?3 a.I* _# k6 % m 剪切實驗和拉伸實驗是研究焊點力學(xué)性能和失效模式的主要實驗方法，采用Royce 580測試儀對各種老化條件下的焊點進行剪切實驗和拉伸實驗，記錄焊點的剪切斷裂載荷和拉伸斷裂載荷，剪切實驗時，劈刀距離焊盤表面4μm，以5μm/s的速度沿水平方向推動焊點，Olympus STM6光學(xué)顯微鏡觀察記錄焊點失效模式，對于每個老化條件，分別48個焊點用于剪切實驗和拉伸實驗，以滿足正態(tài)分布。v(w# r: T/ H6

g0 ]% t

(R0 T5 P)I;C0 K-u3 試驗結(jié)果與分析

# L5 L, t/ f8 ` ~(W' [(W# ^)h.[3.1 金、銅絲球焊焊點金屬間化合物成長# x+ k“ f-A-}0 絲球焊是在一定的溫度和壓力下，超聲作用很短時間內(nèi)（一般為幾十毫秒）完成，而且鍵合溫度遠沒有達到金屬熔點，原子互擴散來不及進行，因此在鍵合剛結(jié)束時很難形成金屬間化合物，對焊點進行200℃老化，如圖1所示。金絲球焊焊點老化1天形成了約8μm厚的金屬間化合物層，EDX成分分析表明生成的金屬間化合物為Au4Al為和Au5AL2，老化時間4天時出現(xiàn)了明顯的Kirkendall空洞，銅絲球焊焊點生成金屬間化合物的速率要比金絲球焊慢很多，如圖2所示，在老化9天后沒有發(fā)現(xiàn)明顯的金屬間化合物，在老化16天時，發(fā)現(xiàn)了很薄的Cu/Al金屬間化合物層（由于Cu和Al在300℃以下固溶度非常小，因此認(rèn)為生成的Cu/Al相是金屬間化合物），圖3顯示了老化121天時其厚度也不超過1μm，沒有出現(xiàn)kirkendall

空洞。4 ?2 C4 V.B* ] * j” M$ P y4 在溫度、壓力等外界因素一定的情況下，影響兩種元素生成金屬間化合物速率的主要因素有晶格類型、原子尺寸、電負(fù)性、原子序數(shù)和結(jié)合能。Cu和Au都是面心立方晶格，都為第IB族元素，而且結(jié)合能相近，但是Cu與Al原子尺寸差比Au與AL原子尺寸差大，Cu和AL電負(fù)性差較小，導(dǎo)致Cu/Al生成金屬間化合物比Au/Al生成金屬間化合物慢。& p-u-s;q2 x% Y4 U% G

3.2 金、銅絲球焊焊點剪切斷裂載荷和失效模式 T9 ]7 ~4 M$ V圖4顯示了金、銅絲球焊第一焊點（球焊點）剪切斷裂載荷老化時間的變化，可以看到，無論對于金球焊點還是銅球焊點，其剪切斷裂載荷在很長一段時間內(nèi)隨老化時間增加而增加，隨后剪切斷裂載荷下降，這主要與不同老化階段剪切失效模式不同有關(guān)，同時可以發(fā)現(xiàn)，銅球焊點具有比金球焊點更穩(wěn)定的剪切斷裂載荷，并且在未老化及老化一定時間內(nèi)，銅球焊點的剪切斷裂載荷比金球焊點好，老化時間增長后，銅球焊點剪切斷裂載荷不如金球焊點，但此時金球焊點內(nèi)部出現(xiàn)大量Kirkendall空洞及裂紋，導(dǎo)致其電氣性能急劇下降，而銅球焊點沒有出現(xiàn)空洞及裂紋，其電氣性能較好。0 L4 B5 v" f!i' ]6 W7

r+ b(o2 T& ~& M & i!]4 M;p& R(C6 T6 F對于金球焊點，剪切實驗共發(fā)現(xiàn)了5種失效模式：完全剝離（沿球與鋁層界面剝離）、金球殘留、鋁層斷裂、球內(nèi)斷裂和彈坑，圖5顯示了金球焊點剪切失效模式隨老化時間的變化，未老化時，Au/Al為還沒有形成金屬間化合物，剪切失效模式為完全剝離，由于Au/Al老化過程中很快生成金屬間化合物，失效模式在老化初期馬上發(fā)展為以鋁層剝離為主：隨后，鋁層消耗完畢，老化中期失效模式以金球殘留為主，此時斷裂發(fā)生在金屬間化合物與金球界面；老化100天以后金球內(nèi)部斷裂急劇增加，成為主要失效模式，導(dǎo)致剪切斷裂載荷降低。m(O& T Z8 m.y8 t5 p對于銅球焊點，剪切實驗共發(fā)現(xiàn)了4種失效模式：完全剝離、銅球殘留、鋁層斷裂和彈坑。圖6顯示了銅球焊點剪切失效模式隨老化時間的變化，由于銅球焊點200℃時生成金屬間化合物很慢，因此其剪切失效模式在老化較長時間內(nèi)以完全剝離為主：彈坑隨老化進行逐漸增多，尤其老化81天后，應(yīng)力型彈坑大量增加，導(dǎo)致剪切斷裂載荷下降，圖7所示為彈坑數(shù)量隨老化時間變化，需要說明的是彈坑包括應(yīng)力型彈坑和剪切性彈坑，應(yīng)力型彈坑為剪切實驗之前就已經(jīng)存在的缺陷，而剪切型彈坑是由于接頭連接強度高，在剪切實驗過程中產(chǎn)生，因此只有應(yīng)力型彈坑是導(dǎo)致剪切斷裂載荷下降的原因，相對金球焊點，銅球焊點剪切出現(xiàn)彈坑較多，主要是因為銅絲球焊鍵合壓力比金絲球焊大。8 p7 k7 Z+

Z-o1 t/ O6 D , j+ i.m4 , ?$ e7 w 2.3 金、銅絲球焊拉伸斷裂載荷和失效模式.R2 f$ y-q2 A6 z 圖8顯示了金、銅絲球焊拉伸斷裂載荷隨老化時間的變化，金絲球焊拉伸斷裂載荷隨老化時間變化不大，拉伸斷裂模式以第一焊點和中間引線斷裂為主。銅絲球焊拉伸斷裂載荷隨老化時間不斷下降，由于銅的塑性比金差，而且銅絲球焊第二焊點鍵合壓力比金絲球焊大很多，因此銅絲球焊第二焊點比金絲球焊變形損傷大，銅絲球焊拉伸時容易發(fā)生第二焊點斷裂，第二焊點斷裂又分為魚尾處斷裂（根部斷裂）和焊點剝離（引線和焊盤界面剝離），如圖9所示，銅絲球焊拉伸在老化初期為魚尾處斷裂，老化16天以后焊點剝離逐漸增多，主要是因為銅絲球焊老化過程中第二焊點被氧化，從而也導(dǎo)致拉伸斷裂載荷下降。Z2 P-W2 O* U1 q: d4 結(jié)論

* a' T9 C, P& ~% E, `.h（1）銅絲球焊焊點的金屬間化合物生長速率比金絲球焊焊點慢得多，認(rèn)為Cu與Al原子尺寸差A(yù)u與Al原子尺寸差大，Cu和Al電負(fù)性差較小是其本質(zhì)原因。

& c+ d: a;Y* O3 |' d;G.c, t（2）銅絲球焊焊點具有比金絲球焊焊點更穩(wěn)定的剪切斷裂載荷，并且在老化一定時間內(nèi)銅絲球焊焊點表現(xiàn)出更好的力學(xué)性能。!U(}.` X8 G0 [$ W' S0 U（3）銅絲球焊焊點和金絲球焊焊點老化后的失效模式有較大差別

第三篇：先進材料的焊接

Ti-Al金屬間化合物焊接性分析

摘要：TiAl合金具有低密度、高比強度、高比剛度、良好的高溫力學(xué)性能和優(yōu)異的抗氧化性能等優(yōu)點，是未來應(yīng)用于航空、航天飛行器熱端部件的理想候選材料。相比于傳統(tǒng)應(yīng)用的Ni基高溫合金，TiAl合金的部分取代能夠顯著減輕飛行器的重量，提高其飛行及發(fā)射效率。因此，研究TiAl合金與Ni基高溫合金的連接對于TiAl合金在航空航天、武器制造等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用具有非常重要的意義。文主要介紹了Ni-Al金屬間化合物在釬焊、攪拌摩擦焊、電子束焊焊接性的分析。Ti-Al金屬間化合物釬焊焊接性分析

1.1 TiAl與Ni基合金接觸反應(yīng)釬焊性[1] 以Ti為中間層實現(xiàn)了TiAl與Ni基合金的接觸反應(yīng)釬焊。采用掃描電鏡和電子探針等手段對釬焊接頭的界面結(jié)構(gòu)及生成相進行分析，并對接頭剪切強度進行測試。結(jié)果表明：當(dāng)釬焊溫度為960℃時，釬縫主要由Ti。和Ti2Ni組成；當(dāng)釬焊溫度從960℃升高到1000℃時，釬縫中生成Ti—Al及A1一Ni—Ti化合物，典型界面結(jié)構(gòu)為：GH99／(Ni，Cr)。／Ti2Ni+A1Ni2Ti+TiNi／Ti3A1+A13NiTi2／Ti3Al+A13NiTi2／TiAl；釬焊溫度繼續(xù)升高，Ti3Al和A13NiTi2變得粗大，導(dǎo)致接頭性能下降。當(dāng)釬焊溫度為1000℃，保溫10min時，接頭剪切強度達到最大值233MPa。隨釬焊溫度的升高，釬縫厚度先增加后減小

1)采用Ti作中間層，可以實現(xiàn)TiAI合金與Ni基高溫合金的接觸反應(yīng)釬焊連接。

2)當(dāng)釬焊溫度為960℃時，釬縫主要由Tiss+Ti2Ni組成，隨著釬焊溫度的升高，進入釬縫中的Al原子增多，開始生成Ti．Al及Al—Ni—Ti的化合物。當(dāng)釬焊溫度為1000℃，保溫10rain時，釬焊接頭的典型界面組織結(jié)構(gòu)為：GH99／(Ni，Cr)。／Ti2Ni+A1Ni2Ti+TiNi／Ti3AI+A13NiTi2／Ti3A1+A13NiTi2／TiAl。此外，隨著釬焊溫度的升高，釬縫厚度先增加后減小。

3)在所選的試驗參數(shù)范圍內(nèi)，隨著釬焊溫度的升高接頭的剪切強度先升高后降低，當(dāng)釬焊溫度為1000℃，保溫10min時，接頭的剪切強度值最高，達到233MPa。

4)接頭的界面反應(yīng)過程分為4個階段：固相擴散及反應(yīng)階段、液相產(chǎn)生階段、等溫凝固階段和殘余液相凝固析出階段。

1.2 TiAI合金與42CrMo鋼釬焊接分析[2] 在1143～1213K、120～1500s參數(shù)范圍內(nèi)以Ag．Cu—Ti箔為釬料對TiAI合金與42CrMo鋼進行了真空釬焊試驗。采用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、元素面掃描和能譜分析等方法對界面組織進行了分析，測量了界面反應(yīng)層厚度。分祈了界面反應(yīng)層的形成過程及受控因素，計算了反應(yīng)層成長的動力學(xué)參數(shù)。結(jié)果表明，接頭界面反應(yīng)層包括靠近TiAl合金的A1CuTi+Ti3AI層、AICu2Ti層以及靠近42CrMo鋼的TiC層，其成長活化能分別為324.97、207.97、338.03kJ/mol。TiAl合金與釬科的界面反應(yīng)層受控于液態(tài)釬料中的Cu元素，成長較快；42CrMo鋼與釬料間的TiC層受控于固態(tài)鋼中C元素，成長較慢。脆性反應(yīng)層A1CuTi+Ti3A1層厚度為3.3um時接頭強度最高，脆性層厚度繼續(xù)增大，接頭強度顯著下降。

1)TiAl／Ag-Cu／Ti／Ag—Cu／42CrMo釬焊接頭界面反應(yīng)層包括：靠近TiAI合金的Ti3AI+AICuTi層、A1Cu2Ti層以及靠近42CrMo鋼的TiC層。

2)AICu2Ti反應(yīng)層依附于TiAl合金母材形成并長大，Ti、A1的擴散路徑相對較短，液態(tài)釬料合金又可以源源不斷地提供Cu，長大速度相對較大；A1CuTi+Ti3A1反應(yīng)層的成長受制于Cu原子在固相A1Cu2Ti中的擴散，因而長大速度相對較??；TiC的生長受控于來自固態(tài)42CrMo鋼中的C元素，因此，TiC的生成速度相對很小，反應(yīng)層的厚度也一直很小。

3)計算得到TiAl／AgCuTi／42CrMo釬焊接頭界面TiC、A1Cu2Ti和Ti3AI+A1CuTi反應(yīng)層成長的動力學(xué)參數(shù)，基于試驗測量的數(shù)據(jù)，采用數(shù)學(xué)擬合的方法得出頭強度最好；超過4gm時接頭力學(xué)性能顯著下降。Ti-Al金屬間化合物摩擦焊焊接性分析

2.1 Ti-Al金屬間化合物與NiCr20TiAl摩擦焊焊接性分析[3] 焊接接頭的宏觀形態(tài)表明見圖1,TiAl的宏觀變形程度小于NiCr20TiAl，飛邊較?。籒iCr20TiAl一側(cè)變形較大，相應(yīng)的飛邊也較大。表明在焊接溫度下的高溫強度遠大于。(1)TiAl與NiCr20TiAl摩擦焊接優(yōu)化工藝規(guī)范為：Pf為3.6MPa,Pd為5.22,tf為4.5s，td為5.0s;接頭拉伸強度可達到390MPa以上；

(2)在摩擦焊接過程熱力耦合的作用下，界面近區(qū)均發(fā)生了動態(tài)再結(jié)晶，并形成細晶層，而TiAl側(cè)的變形程度較低。

(3)TiAl和NiCr20TiAl主要合金元素在界面兩側(cè)的小幅擴散，是其實現(xiàn)固態(tài)連接的主因;尤其在界面區(qū)未見脆性相生成，表明采用摩擦焊接技術(shù)連接TiAl與NiCr20TiAl是可行的。

圖1 TiAl-NiCr20TiAl摩擦焊接頭宏觀形貌 3 Ti-Al金屬間化合物電子束焊焊接性分析

3.1金屬間化合物Ni3Al材料電子束焊[4] 定向凝固Ni3AI基高溫臺金電子柬焊璉中所產(chǎn)生的裂紋有宏觀裂紋，此外微觀裂紋均在熔臺線附近沿晶界開裂，在顯微鏡下觀察時，可以發(fā)現(xiàn)具有晶間破壞的特征，在有些焊縫的斷面上發(fā)現(xiàn)有氧化，說明裂紋是在高溫下產(chǎn)生的，因此，分析該裂紋為熱裂紋。產(chǎn)生熱裂紋的因素是復(fù)雜的，是多方面的，但概括起來，主要是冶金因素和應(yīng)力因素，二者之間既有內(nèi)在的聯(lián)系，又有各自獨立的變化規(guī)律。但就具體的焊接件而言，產(chǎn)生熱裂紋往往是冶金因素和應(yīng)力因素共同作用的結(jié)果。

(1)定向凝固Ni3Al基高溫合壘電子柬焊縫易產(chǎn)生熱裂紋，目前尚不能完全消除。

(2)在定向凝固Ni3A1基商溫臺盒電子柬焊接時，增大電子柬加速電壓、提高焊接速度，并采用聚焦焊接等方法，可以減少焊箍產(chǎn)生熱裂紋。(3)由于定向凝固N3Al基高溫臺金為一種新登材料，要徹底消除熔焊焊縫中熱裂紋的產(chǎn)生。言先捌在不降低其原有的性能的弼時，改進材料的焊接性I其次，在定向凝固Ni，AI基高溫合金電子柬焊縫中藹加第三種金屬，以減少熱裂紋的產(chǎn)生．添加第三種童屬的厚度和成分還有待進一步試驗、研究。參考文獻

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第四篇：焊接先進班組

先進班組總結(jié)

冬風(fēng)亂舞，瑞雪紛飛，天氣在漸漸變冷，2011年即將過去，新的一年即將開始。我們所在的伊犁南崗化工年產(chǎn)12萬噸PVC聯(lián)合化工項目工程是我們六公司在新疆重要的戰(zhàn)地，在這一年的工作中我們收獲頗豐，隨著工程的不斷進展，在于隊的帶領(lǐng)下，我們焊接班組在這一年里取得了非常優(yōu)越的成績。

我們十一隊在此PVC工程中主要負(fù)責(zé)聚合、干燥、供料回收、壓縮、精餾、尾氣凈化、空壓制氮及冷凍、單體儲存、轉(zhuǎn)化和提氫各車間的設(shè)備安裝及供料回收、精餾、空壓制氮及冷凍等部分車間的鋼結(jié)構(gòu)安裝?，F(xiàn)如今我們焊接小組已經(jīng)完成230噸鋼結(jié)構(gòu)的預(yù)制焊接安裝，并配合吊裝小組安裝大小設(shè)備近80臺。在整個施工過程中我們雖然面對重重困難，層層挑戰(zhàn)，但是我們迎難而上，勇敢面對！在于隊的領(lǐng)導(dǎo)下，我們焊接班組用最短的時間取得了最大的效益，拿到了最好的成績。

一個班組的發(fā)展是具有多面性的，而基礎(chǔ)工作十分重要的也是非常必要的，因為基礎(chǔ)工作包含好多內(nèi)容，基礎(chǔ)工作做的好不好會直接影響到班組的凝聚力，質(zhì)量，安全等工作的完成。一個班組是否有活力，有競爭力，首先是看班組的凝聚力，因為只有具有了凝聚力整個班組才會具有戰(zhàn)斗力，而這個凝聚力體現(xiàn)是全體人員有一個共同的奮斗目標(biāo)，有一個核心的人，并且由核心的人帶領(lǐng)大家共同為實現(xiàn)這個目標(biāo)。班組長就是這里的核心人物。我們的班組長作為一個班組長，特別是施工一線的班組長他深刻地知道他的責(zé)任的重大，因為焊接施工一線的工作是要靠他來安排部署的，而他深知在大家眼里他就是個排頭兵，他的一言一行直接或間接的都會對大家產(chǎn)生影響，所以他在日常的工作中是十分的注意的，即使自己有心煩的事他也會注意自己的言行，盡量不會讓他的情緒讓大家看出來以免影響到大家。質(zhì)量、安全工作是也是一個班組的工作重點，是我們時時刻刻都注意的，因為鋼結(jié)構(gòu)的焊接、吊裝及設(shè)備的焊接、吊裝，好多都是高空作業(yè)，比較危險。所在的工作環(huán)境比較復(fù)雜，而接觸的大多數(shù)都是重型設(shè)備，鋼鐵物件，如各種各樣的設(shè)備及鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋等。一旦出現(xiàn)事故后果是十分嚴(yán)重的，平時空閑的時間班組長就給大家講解安全問題，分析各種安全事故以及產(chǎn)生的原因，避免事故發(fā)生的方法。發(fā)現(xiàn)一但有違章的行為立即給予糾正，并且告訴其違章有可能帶來的后果。在施工過程中要把現(xiàn)場情況考慮全面，并且仔細復(fù)查，稍有疏忽就會造成事故的發(fā)生，這是大家都不愿看到的。

焊接班組是我們安裝十一隊的重要班組，焊接組成員經(jīng)常在施工前就要認(rèn)真考慮施工過程中可能會出現(xiàn)的問題，以及各種問題的解決方法，盡可能的做到未雨綢繆，并且早發(fā)現(xiàn)問題早解決，提前做好施工方案，做好一切前期準(zhǔn)備工作，這樣就能提高施工效率，以避免窩工和浪費材料和人工的現(xiàn)象出現(xiàn)，也能提高焊接施工的安全系數(shù)。例如：精餾車間由于設(shè)備安裝工程的需要，該車間的鋼結(jié)構(gòu)平臺及室外鋼梯必須最短時間內(nèi)施工并完成。焊接施工難度大，施工工期緊，于是經(jīng)過十一隊領(lǐng)導(dǎo)和技術(shù)員研究決定，成立焊接攻堅小組，對此工程發(fā)起一場攻堅戰(zhàn)。焊接組艱苦奮斗，不怕困難，迎難而上。克服現(xiàn)場高空作業(yè)嚴(yán)寒酷冷環(huán)境，加班加點，在保證員工的安全和焊接的質(zhì)量前提下和時間賽跑，搶工期，搶進度，經(jīng)過焊接攻堅小組近10天的緊張施工，最終將該工程在項目部和業(yè)主規(guī)定的時間內(nèi)焊接安裝完畢，為設(shè)備安裝工程創(chuàng)造了有利的施工條件，保證了施工正常進度。因此我們焊接小組得到了項目部表揚與業(yè)主的一致好評。

總之在即將過去的一年里，在全體班組員工的共同努力下，我們圓滿的完成了公司交給我們的焊接任務(wù)，我想這就得意于我們的班組基礎(chǔ)工作做的比較好，具有一定的戰(zhàn)斗力，在明年的工作中我們將繼續(xù)發(fā)揮長處，克服缺點，提高我們的焊接技能、改進我們的工作方法，將所有焊接項目做好，我們要為公司取得更大的利益而努力，為六公司的發(fā)展而奮斗，我相信六公司的明天會更加輝煌！

。。。焊接組

2011年12月8日

第五篇：焊接熟練工先進事跡材料

焊接熟練工先進事跡材料作為一名焊接熟練工，劉豐昌在**車間從事焊接工作期間，兢兢業(yè)業(yè)，不多言，不多事，服從分配，勤奮好學(xué)，掌握了一手過硬的焊接技術(shù)，熟悉了焊接流程和要領(lǐng)，成為車間的技術(shù)骨干和操作能手，配合團隊圓滿完成各項生產(chǎn)任務(wù)，并保持較高的探傷合格率，為工程進度的順利進行貢獻了不可磨滅的貢獻。該員工工作態(tài)度端正，堅守崗位，認(rèn)真負(fù)責(zé)，出色完成自己任務(wù)的同時，積極協(xié)助同事，在團隊中帶起了一股傳幫帶的良好氛圍，使整個焊接團隊擰成一股繩，效率明顯提高。劉豐昌在工作中能過認(rèn)真對待每一項工作，熱心為大家服務(wù)，越是困難的地方，越能迎難而上。該員工遵守勞動紀(jì)律，保證按時出勤，出勤率高，有效利用工作時間，保證工作按時完成，工作質(zhì)量優(yōu)秀，效率高，是團隊中優(yōu)秀的骨干人才。

1、個人能力強，技術(shù)突出。作為一名熟練焊接工，劉豐昌憑借出色的技術(shù)，在焊接工作中能夠出色的完成了各項生產(chǎn)任務(wù)，焊縫美觀，合格率高，有效的保證了工程進度的順利開展。

2、具有良好的團隊精神。