摘要：本文针对产业园激光封焊类腔体盖板出现不合格品的情况，分析不合格品产生的原因，提出解决方法及改变加工腔体直角R的方案，提高封焊腔体和盖板的适配性的合格率。
关键词：激光焊接；激光封焊类腔体与盖板；圆角配合
随着科学技术的发展，激光焊接技术广泛用于各行各业，特别是微电子工业中得到了广泛的应用。由于激光焊接热影响区小、加热集中迅速、热应力低，因而在集成电路和半导体器件壳体的封装中，显示出独特的优越性，得到了广泛的应用。激光焊接机是采用激光器产生的波长为1064nm的脉冲激光束经过扩束、反射、聚集后辐射被加工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，使工件融化，形成特定的熔池，当熔池冷却后将熔池两侧的金属熔接在一起，从而实现对被加工件的激光焊接，因此要求激光焊接位置需非常精确，务必在激光束的聚焦范围内。激光焊接是一种特殊的熔焊过程。在激光密封焊接中，容易产生两种典型的缺陷:裂纹和气孔，其中裂纹的产生因素和机加工的精度有关。
目前，在微波产品对几何尺寸的技术要求是在加工尺寸需要满足封焊要求，对需激光封焊的腔体和盖板的尺寸，其配合尺寸应设计为：腔体尺寸公差0～+0.03mm，盖板尺寸公差-0.04～-0.07mm。在加工配合中，单边配合间隙≤0.05mm，转角R允许为0.07mm。
一、激光封焊腔体与盖板的生产情况
在生产中，腔体的内腔由数铣加工，盖板外形由线切割加工。加工后经测量腔体和盖板的长度尺寸和圆角尺寸都能满足公差要求。
通常在加工腔体凹R时，实际的加工轨迹与数控程序的预定轨迹并不吻合，这种差异是由机床和刀具的特性造成的。首先机床与刀具的刚度有限，在加工圆角时，刀具会有一定程度的倾斜，造成轨迹偏差；另外，在加工圆角时对于机床是X轴运动转向Y轴运动的过程，实现运动的滚珠丝杠机构存在一定的空程差，导致刀具运动与电机转动的不同步，也造成了轨迹偏差，这两方面因素导致了腔体凹R的超差，同时因机床和刀具不同，超差的情况也有所不同。在加工盖板凸R时，起始切割点的确定是非常重要的。盖板的切割路线是封闭图形，所以起始切割点也是切割的终点。由于加工过程中存在各种工艺因素的影响，电极丝返回到起点时必然存在重复位置误差，造成加工痕迹，导致加工精度和外观都受到影响。当各相交角相同时，起切点的优先顺序是：直线与直线的交点、直线与圆弧的交点、圆弧与圆弧的交点。对于工件各切割面无技术要求的交点的工件，起切点尽量选择在便于钳工修复的位置上。在电火花线切割加工的轨迹控制采用数控法及自动编程，在对盖板的切割过程中电极丝的蚀除量、切割的脉冲电流以及电极丝的振动都对盖板的精度存在一定的影响。
二、提高产品合格的改进方案
改变加工参数。腔体凹R超差是由机床与刀具的刚度和滚珠丝杠的空程差造成的，当走刀速度越高时，刀具轨迹与理论轨迹偏差越大，所以可以通过在加工圆角时降低走刀速度来减少刀具轨迹的偏差。
腔体圆角凹R超差均为偏大，可以通过数控程序把理论轨迹设置为负差，与实际加工中出现的向上公差的偏差相叠加，使最终的公差控制在设计范围内，该方法需要使刀具的半径小于圆角的半径，因为当刀具半径等于圆角半径时，无法实现负差，即当圆角为R1.5mm时，使用d2的刀具和数控程序共同进行控制。同时，把加工圆角的走刀速度由330mm/min降为80mm/min，实际操作结果表明，出现不合格品的情况有所下降，但仍会出现不合格品。经分析，此类方法只能减小刀具轨迹和理论轨迹的偏差，不能消除两者之间的偏差；并且不同的机床、刀具的特性不同，偏差也不同，因此不能完全保证腔体凹R不超差，所以该方法可以降低产品的返修率。
在按照上述的加工要求加工后，在配合时盖板和腔体的间隙不是十分均匀，有的时候还有卡滞现象发生，尤其是在腔体电镀后。通过放大可以发现在微观情况下，在与之相对应的盖板的同一位置在理论上也应该是一处直角，但实际上是一处内圆角。这是由于盖板是线切割加工的，线切割是通过电火花放电产生的热量来熔解去除金属的。在加工过程中，线切割的最小角部半径是有限制的，是电极丝的半径加上加工间隙，在该处走丝过程中必然留下电极丝直径的四分之一圆弧，即R0.10mm，这是个刚性误差——不能避免的！对于上述腔体和盖板形状复杂的配合，盖板在腔体的直角处相抵，这个误差会导致配合间隙的重新分配，会直接影响腔体和盖板的焊接质量。
针对这个问题，提出的改进方法是在加工腔体的直角时，把腔体的直角加工成R0.09—0.13mm，这样就可以有效的解决配合的问题。
