传统的电弧焊或者激光焊在研究焊接规范时，在确定热输入和焊接速度（或是在点焊过程中确定热源作用时间）之前，通常要考虑许多问题。其中比较重要的是：有何种材料，板厚多少，几何结构是什么，以及材料的热敏性、应变敏感性等相关特性（例如，玻璃与金属的焊接、耐热材料焊接等），是否能加入填充材料等。微电子束焊接工艺也是采用相类似的工艺过程，只是方法有一些不同。如前所述，电子的穿透能力受材料影响很大，因此，首先应考虑电子束的AV与材料的厚度和几何结构相匹配（一层焊或多层焊），然后再考虑热输入（与电子束电流、焊接速度或者间歇时间、最近的热沉距离）以及可能对材料相关特性的影响。
以Si基的MEMS为例，我们可以计算出由于电子被散射和透射而造成的能量损失[6]。这些能量损失与材料厚度和加速电压直接相关。从电子束的初始能量减去损耗能量，就可以确定其能量的吸收百分比。表15.1所列为相关数据。从中可以看出一些有趣的趋势。非常明显，1μm厚的Si板足以从10keV电子束中吸收大部分能量，但是当电压增大到高于这个值时，很大一部分能量会因电子而损失透射；对于40keV电子束，大部分能量都会透过试样（40keV下略微增加板厚，吸收率基本上只有统计上的微小波动）。对于2μm厚度，在很大的AV范围内均发生透射，并且对于MEMS器件典型的层厚度，单层或双层接头一般所用的AV都在15～25keV。对于厚样品（如基板），能量吸收较大，约10μm厚的体积内被吸收掉。假设一个10μA的电子束，按照表15.1列出的条件，其热输情况见表15.2。
需要说明的是峰值热输入的AV与样品厚度有关。另外，表15.2所列的数据与热计算使用的数据类似，模型虽简单但较适用。对于Ni基的样品，可采用同样方法来确定能量吸收百分比。计算结果列于表15.3中。显然Ni对典型的SEM加速电压电子的透明度不如Si。在40keV下，电子的大量透射主要发生在小于2μm厚度的试样上；在30keV下，电子的大量透射主要发生在小于1μm厚的试样上。
同样，假设一个10μA的电子束，相应的热输入在表15.4中说明。本研究中，选择Si和Ni为材料，是因为研究对象为SiMEMS和LIGA Ni微器件。不过，它们具有类似Z（原子序数）的材料的典型特征。Si具有与Al、Mg和其他轻金属合金类似的特征，而Ni有与Fe-和Cu-基材料类似的特征。
表15.1 电子能量吸收率计算值与Si厚度和加速电压
表15.2 10μA电子束电流在表15.1所列条件下的热输入(https://www.xing528.com)
表15.3 电子能量吸收率计算值与Ni板厚度、加速电压（5000个电子）
表15.4 在10μA电子束电流在表15.3所列条件下的热输入
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
