随着人口老龄化问题的加剧,微加工生物电极作为一种典型的植入式医疗器件被越来越多地应用于临床医学中。常采用导电性、耐腐蚀性和生物相容性好的Pt、PtIr作为电极金属薄膜和导线的材料。微导线和金属薄膜的连接强度是决定电极可靠性最重要的一个环节。这两种材料均具有高的熔点和硬度,常用的钎焊需引入焊料,无法保证材料的生物相容性;微粘结接头的氧化腐蚀会严重影响其可靠性;超声波焊主要适合于至少一种为低硬度或低熔点材料的连接;激光焊热效应太强,都不适合于薄膜和导线的连接。本文通过仿真和实验相结合的方法对Pt薄膜和PtIr合金线的平行间隙电阻焊接过程进行相关研究分析。(1)对Pt薄膜和PtIr合金线平行间隙电阻焊接的理论基础进行了研究。首先研究了薄膜和微导线平行间隙电阻焊接的原理及影响因素。然后对焊接过程中的基本控制方程进行了研究,包括电传导方程、热传导方程及应力应变关系,为焊接的有限元分析提供理论基础。(2)对Pt薄膜和PtIr合金线的平行间隙电阻焊接过程进行了有限元分析。研究分析焊接参数(焊接时间、焊接电流、电极间隙、电极宽度以及电极压力)对焊接过程的影响,进而探索薄膜和微导线平行间隙电阻焊接接头的形成机理。结果表明,电极压力、焊接电流和电极间隙对焊接过程的影响较大,而电极宽度及焊接时间对焊接过程的影响较小。平行间隙电阻焊接接头的形成机理是:在电极压力作用下,通过电阻热的方式产生的原子扩散再结晶连接(固态键合)。(3)对Pt薄膜和PtIr合金线的平行间隙电阻焊接过程进行了实验研究。首先用SEM研究焊接区的显微图形,然后在拉力测量仪上测量焊接结合力的大小。根据显微组织和焊接强度确定薄膜和微导线平行间隙电阻焊接的工艺参数。确定最佳电极压力为0.4Kg、最佳焊接电流为0.35-0.4mA、最佳电极宽度为0.2mm、最佳电极间隙为0.2mm、最佳焊接时间为300ms。