一种基于电镀的同种或异种金属的连接方法技术

本发明专利技术提供了一种基于电镀的同种或异种金属的连接方法，包括将连接金属的接头开V型坡口，以便镀层在此位置生长，对坡口以外的位置进行绝缘处理，配置电镀液填充坡口，实现了铜‑铜或铜‑铝等同种或异种金属的连接。通过该方法所获得的连接金属，不仅获得了较高的连接强度，也解决了传统焊接中的脆相化合物、热应力等焊接质量问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料加工
，特别设计一种基于电镀的同种或异种金属的连接方法。
技术介绍
现代工业的不断发展为连接工艺提出了越来越高的要求，传统连接工艺已经难以满足其发展需要；因此，焊接界长期致力于寻找新的连接技术。经过多年研究和发展，一些特种先进连接方法，如激光焊、电子束焊、摩擦焊以及微连接技术等已经成为了现代连接技术的重要组成部分。激光焊是高能量密度的激光束作为热源的一种高度精密的焊接方法，是一种随着激光技术的发展而开始得到应用并逐步发展起来的新型焊接技术。自从20世纪60年代中期将红宝石激光应用于焊接技术以来，激光焊技术已经历了近半个世纪的发展。与常规的熔化焊焊接技术相比，激光焊技术具有以下多方面的优点：(1)焊缝组织多为极细树枝晶，综合力学性能优良。(2)激光焊过程中存在净化效应，焊缝中有害杂质含量较低，有更好的抗气孔和抗裂纹能力。(3)焊接线能量小，焊道窄，焊缝深宽比大，热影响区极窄，工件收缩和变形较小。(4)焊接生产效率高，可进行精确焊接并易于实现生产自动化。(5)较易于实现异种材料和非对称接头的焊接。(6)能够焊接一些其他焊接方法难以焊到的位置。电子束焊是在高真空环境中由电子枪产生电子束。当阴极被加热后，由于热发射效应，其表面会发射电子。在一定的加速电压作用下，电子被加速到光速的30％～70％，具有一定的功能。通过电子光学系统把电子束会聚起来，提高其功率密度，达到融化焊接金属的目的。用电弧焊能焊接的金属，一般都能用电子束焊。同其他形式的熔焊方法相比，电子束焊具有以下优点:(1)加热功率密度大，热效率高，焊缝接头热输入量小，适用于难熔金属以及热敏感性较强的金属材料焊接。(2)焊缝深宽比大，焊接厚板时可以不开坡口实现单道焊，大大提高焊接厚板的技术经济指标。(3)熔池周围气氛纯度高。(4)规范参数调节范围广，适应性强。电子束焊虽具有以上诸多优点，但也存在以下一些缺点，限制了该方法的普遍推广：(1)结构复杂，控制设备精度高，成套设备价格高。(2)焊接接头需进行专门设计和加工，接头间隙需要严格控制，提高成本。(3)电子束焦点直径小，焊缝宽度窄，电子束与接缝对准稍有偏差即造成焊接缺陷。(4)电子束易受到磁场的干扰。(5)焊接时有X射线产生，屏蔽该射线比较困难，造成整机成本增加。超塑性焊接是一种新的材料固态焊接方法。与一般变形焊接相比，可以在低应力下获得大的塑性变形而使焊接面极易实现密合，而且超塑性特殊的塑性变形机制可以在宏观变形量不大的情况下更有效地破坏氧化膜；与扩散焊相比，超塑性变形时界面的密合比一般蠕变更有效，且使原子的扩散能力大大加强，能在较短的时间内、较低温度下产生明显的扩散以实现材料的固态焊接。超塑性焊接还可以和塑性成形同步而同时完成零件的成形和焊接，如超塑成形/扩散焊接(SPF/DB)，这是其他固态焊接方法不能比拟的。超塑性焊接所具有的明显技术优势，使其具有很好的工业应用前景，已成为近年来固态焊接非常活跃的研究领域。摩擦焊是一种固态热压焊，是利用焊件接触面之间的相对摩擦运动和塑性流动所产生的热量，使界面及附近区域达到热塑性状态并在压力作用下产生适当的宏观变形而形成接头。摩擦焊的热影响区小，不会产生通常熔化焊产生的焊接缺陷，生产率高，产品质量稳定。多年来，摩擦焊以其优质、高效、节能和无污染的优势深受制造业重视，特别是今年来不断开发的摩擦焊新技术，如超塑性摩擦焊、线性摩擦焊、搅拌摩擦焊等，使其不断在电力、化学、机械制造、石油天然气、汽车制造等领域得到广泛应用，而且在航空航天、核能、海洋开发等高
也展现了新的应用前景。爆炸焊是一种固态焊接，它是以炸药为能源，利用炸药爆炸时所产生的冲击波使两层或多层同种或异种材料高速倾斜碰撞而焊合在一起的方法。由于这种方法的动力学特点，在焊接界面上产生局部高温和高压，温度和塑性变形的共同作用能够使界面接合处的强度等于或大于母体金属的强度。爆炸焊能使物理性能(熔点、热膨胀系数、硬度等)有明显差异、用普通焊接方法无法焊接的金属焊合在一起，并能获得高强度的焊接接头，从而引起了工业界的极大兴趣。自20世纪80年代以来，爆炸焊的理论核试验技术得到了长足的发展，特别是在应用技术上有了许多创新，在化工、石油、制药、军事等领域得到了广泛应用。微连接技术是决定电子信息产品最终质量的关键技术，在微电子元器件制造和电子产品组装中广泛应用。随着电子产品相便携式、微型化、智能化和多功能化方向发展，微电子组装密度不断提高，推动着微连接技术蓬勃发展。微连接技术并不是传统焊接技术之外的焊接方法，而是由于尺寸效应是焊接技术在工艺、材料、设备等方面与传统焊接技术存在明显不同。其主要应用对象是微电子器件内部引线连接和电子元器件在印制板上组装，涉及的主要焊接方法为压力焊和软钎焊。异种金属的连接一直是焊接界的难题之一。以铜铝的焊接为例，在传统的熔化焊中，随着融池的冷却，易形成脆性金属间化合物。根据扩散程度的不同，可形成CuAl、CuAl2或者Cu9Al4，这些相在机械性能和电性能上都有较大的差异。为了减少金属间化合物形成，一些基于激光焊的方法被提出。如运用高亮激光减小融池范围；运用脉冲激光控制融池的对流；更换激光作用位置以减小扩散等；这些工艺一定程度上提高了焊接的质量，但仍难完全解决脆性化合物的生成，且造成激光焊工艺的复杂。因此，一些固态焊接方法得到了应用，例如扩散焊、混合摩擦扩散连接、搅拌摩擦焊等；已经发展成为了成熟的铜铝焊接工艺。然而这些固态焊接方法也有其局限性，例如热应力、不适应微小精细结构等。本专利技术根据传统的同种或异种金属的焊接存在的不足，提供了一种基于电镀的同种或异种金属的新型连接方式。
技术实现思路
为了解决上述现有方法的不足，本专利技术提供了一种基于电镀的同种或异种金属的连接方法。本专利技术通过以下技术方案实现：一种基于电镀的同种或异种金属的连接方法，包括以下步骤：(1)将待连接金属的接头开V型坡口，以便镀层在此位置生长；(2)将待连接金属固定于导电基板，对坡口以外的位置进行绝缘处理；(3)给待连接金属的坡口电化学除油；(4)去除坡口表面氧化膜；(5)配置电镀液；(6)电镀填充坡口，直至填充完全；(7)去除余料，打磨坡口表面。所述同种或异种金属的连接分别优选为铜与铜，具体如：T2紫铜与T2紫铜连接；铜与铝，具体如：T2紫铜与5052铝合金连接，导电基板材质为同，具体如：T2紫铜。优选所述步骤(1)中，将两片待连接的条形金属打磨成45°楔形，将其对接起来后即形成90°V型坡口。坡口过大会导致电镀填充时间延长，降低连接效率，坡口过小会导致生长过程中破口顶部镀层长合，在内部留下间隙。优选所述步骤(2)中，用透明胶缠绕的方式将待连接金属按照V型坡口形式固定于导电金属基板，透明胶将金属固定并绝缘，只露出V型坡口表面，从而保证电镀生长过程只在坡口部分进行。优选所述步骤(3)中，除油剂配方及工艺参数为：3-5g/L NaOH；10-15g/L Na2CO3；25-30g/L Na3PO4；8-10g/L Na2SiO3；温度40-45℃；电流密度1-2A/dm2；时间20-30S。优选所述步骤(4)中，将坡口表面置于体积浓度为体积浓度为10％盐酸中浸蚀10S，去除表面氧化膜，以便金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电镀的同种或异种金属的连接方法，其特征在于，包括：(1)将待连接金属的接头开V型坡口，以便镀层在此位置生长；(2)将待连接金属固定于导电基板，对坡口以外的位置进行绝缘处理；(3)给待连接金属的坡口电化学除油；(4)去除坡口表面氧化膜；(5)配置电镀液；(6)电镀填充坡口，直至填充完全；(7)去除余料，打磨坡口表面。

【技术特征摘要】
1.一种基于电镀的同种或异种金属的连接方法，其特征在于，包括：(1)将待连接金属的接头开V型坡口，以便镀层在此位置生长；(2)将待连接金属固定于导电基板，对坡口以外的位置进行绝缘处理；(3)给待连接金属的坡口电化学除油；(4)去除坡口表面氧化膜；(5)配置电镀液；(6)电镀填充坡口，直至填充完全；(7)去除余料，打磨坡口表面。2.根据权利要求1所述的一种基于电镀的同种或异种金属的连接方法，其特征在于，所述步骤(1)中，将两片待连接的条形金属打磨成45°楔形，将其对接起来后即形成90°V型坡口。3.根据权利要求1所述的一种基于电镀的同种或异种金属的连接方法，其特征在于，所述步骤(2)中，用透明胶缠绕的方式将待连接金属按照V型坡口形式固定于导电金属基板，透明胶将金属固定并绝缘，只露出V型坡口表面。4.根据权利要求1所述的一种基于电镀的同种或异种金属的连接方法，其特征在于，所述步骤(4)中，将坡口表面置于体积浓度为10％盐酸中浸蚀10S，去除表面氧化膜。5.根据权利要求1所述的一种基于电镀的同种或异种金属的连接方法，其特征在于，所述步骤(5)中，选取同种或异种金属进行电镀连接，选取氨基磺酸镍或硫酸镍做主盐，其浓度为200-300g/L；加入40-50g/L的硼酸做PH稳定剂，将PH值稳定在3.9-4.1；随后加入60g/L的氯化镍。6.根据权利要求1或5任一权利要求所述的一种基于电镀的同种或异种金属的连接方法，其特征在于，所述步骤(5)中，采用...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宏涛，杨雨风，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东;44