黄金焊接工艺

    金及金合金的焊接性和钎焊性良好。对于纯金来说，焊接、硬钎焊、炊钎焊时氧化不是严重问题。然而它的某些合金在焊接过程中须防止氧化。金及其大多数合金的熔化温度较低（1093℃），又具有良好的抗氧化性能，故易于熔焊。下面简要介绍几种金的焊接工艺：     一、气焊     一般采用微还原性氧—乙炔焰进行气焊可避免气孔。煤气—氧、煤气—空气火焰也可采用。通常用小型焊炬气焊。为了使焊缝金属色泽母线材相匹配，因此常用同样金或金合作填充金属。气焊时可以不用焊剂，也可用硼砂或硼酸，或它们的混合物。     二、弧焊     钨极氩弧焊、等离子弧焊、激光焊及真空电子束焊都可用来焊接金及金合金，这些方法焊接速度较快，焊接质量好，特别适宜于焊接高温下可能产生氧化和变色的合金。采用钨极氩弧焊时要注意防止钨污染。填充金属成分必须与线材相似。     三、电阻焊     电阻焊适于焊接珠宝、光学仪器和电触点等小型构件中的金铜合金、金铜银合金和金铜镍合金，电极用Mo制作。带状构件焊接时采用脉冲缝焊；眼镜框架要采用氩气和氮气保护电阻点焊。     四、固态焊     金及金合金由于具有良好的可塑性，可采用冷压焊或热压焊，有时还可用摩擦焊。     采用冷压焊时，必须注意焊前焊件表面清洁，当变形量超过20%，就能实现牢固的连接。     微电子技术中集成电路内引线的丝球焊，就是将直径为20～50µm的金丝端头熔烧成球，然后采用热压焊或超声热压焊方法，使金丝球与集成电路芯片（片面经Au或Ag或Al金属化处理的硅片）实现连接。这种金丝球焊技术已在微电子生产技术中大量应用。     五、硬钎焊     金及金合金的硬钎焊常用于黄金珠宝首饰及牙科制品中，为了使纤缝颜色与被钎焊构件匹配，以及某些组合件分级钎焊的需要，表1所列钎料既能适应颜色又能适应不同熔化温度的需要。 表1  金合金钎料

类别	化学成分（%）					固相线（℃）	液相线（℃）
	Au	Ag	Cu	Zn	其他
黄色
10K软	42	24	16	9	Cd1	630	700
10K硬	42	35	22	1		730	745
14K软	58	18	12	12		720	755
14K硬	58	21	15	6		775	800
白色
10K软	47	15	35		Sn3	657	775
10K硬	62	17	15	4	Sn2	770	810
14K软	65	16	15	4	Sn4	740	800
14K硬	82	8			Pd8，Sn2	1090	1105

     问题的复杂性还在于，造型复杂的饰品往往需进行几次焊接才能完成，后一道焊接的钎料工作温度要比前一道低。因此，必须形成钎料系列。例如，有些厂商的8K金钎料的工作温度从700℃（第一钎料）至640℃（第三钎料），14K金钎料从780℃（第一钎料）到670℃（第三钎料），18K金钎料从820℃（第一钎料）到700℃（第三钎料）。      含银量高的钎料润湿铺展性、流动性较好，它与事金相互作用倾向较小；含铜量高的钎料在钎焊温度增高时，这种钎料与母材相互作用加剧。因此，必须严格掌握钎焊温度、保温时间，一般宜快速钎焊，防止产生溶蚀缺陷。      金及金合金硬钎焊工艺方法可以采用火焰钎焊、电阻钎焊、普通炉中钎焊及高频钎焊等。珠宝、牙科行业大多采用中性或还原性的氧—乙炔火焰钎焊；有些小件用电阻钎焊时，可将已定位的接头置于两电极间，通电加热到钎焊温度时，送给钎料丝，完成钎焊连接。     牙科用的钎料，为防止钎料对人体危害，必须禁用含镉钎料，可用Au—Ag—Pd类型钎料，K金中多数含铜，在加热时会氧化变黑褐色，钎焊时应采用针剂保护。针剂宜采用熔融硼砂50%、硼酸43%、碳酸钠7%的混合物。火焰钎焊时必须采用还原焰。     六、软钎焊     在半导体及微电子器件中，经常被用作在陶瓷、玻璃或其它金属的表面金属化镀层。例如薄膜电路中金的镀层是用作电导体（电路）。电路的软钎焊按照通常的软钎焊工艺方法，采用Sn61—Pb39钎料能起到迅速扩散并能与金薄膜合金化的作用。另两种适用的钎料是In95—Bi5，Sn53—Pb29—In17—Zn0.5。采用适当加热方法和松香型钎剂进行钎焊。焊后在乙醇或氯化烃溶剂中洗涤，清除残留钎剂。     应该指出，金及金合金在用锡基针料软钎焊时，必须严格控制钎焊温度和钎焊时间，防止过度溶解造成的熔蚀现象，包括微电子薄膜电路中金层的“全脱落”现象。     另外，利用金与某些金属的共晶反应而实现的接触反应钎焊，在半导体和微电子器件芯片连接中也有应用。例如Au—Si共晶点为370℃，Au—Si共晶法接合就是一种典型工艺技术。