扩散键合技术，固相扩散焊接原理及定义

焊接技术一般分为两类：液相焊接技术（如电弧焊等）和固相焊接技术（如固相扩散键合和锻焊等）。前一种技术中，焊接界面上的金属将被熔化，液相金属经冷却凝固后形成连接；后一种技术中，利用压力将两个金属表面紧密接触，使两者之间的距离为原子间距离，从而形成原子间键合。扩散键合技术中既包括固相焊接也包括液相焊接，主要焊接原理就是界面两侧的金属原子发生互扩散，从而形成连接。本章只讨论有关固相扩散键合的内容。

国际焊接研究所（IIW）对固相扩散键合技术的定义是（由Kazakov提出^[1]）：固相扩散键合是一种通过原子间的键合来形成完整接头的焊接方法。当焊接材料发生局部塑性变形后，焊接界面将成为一个闭合的配合表面。在高温环境中，焊接界面上原子间的互扩散速度加快，从而在两者间形成可靠连接。

尽管我们不能详细了解古代铁匠们具体采用哪些方法来实现一些金属材料的焊接，但显然固相焊接已被沿用了一千年以上^[2]。

固相焊接过程中，需要对焊接工件施加适当的压力，然后将它们置于高温环境下保持一段相对较长的时间。焊接温度取决于焊接材料，其数值一般为焊接材料熔点（热力学温度K）的50%～70%。焊接温度越高，所需要的焊接时间越短。受焊接工件发生塑性变形可允许程度的影响，焊接压力不宜过大。相对于超声焊技术和摩擦焊技术，固相扩散键合所需要的焊接时间要长很多。图9.1所示为采用固相扩散键合技术所制成的高精度Al基电子元器件。(www.xing528.com)

固相扩散键合技术还包括几种派生技术：扩散焊、等静压力键合、热压键合、自动真空焊及热压焊等。

图9.1 采用固相扩散键合所制成的没有任何塑性变形的Al基电子元器件