采用Au基钎料真空钎焊Al2O3陶瓷

首先选用AgCuTi活性钎料在880℃/10 min参数下对A1₂O₃陶瓷表面进行金属化处理,之后尽量去除金属化层中的AgCu共晶组织,然后选用两种Au基高温钎料在980℃/10 min参数下对金属化后的A1₂O₃进行了钎焊连接.结果表明,在Al₂O₃/Au-Ni/Al₂O₃接头中靠近Al₂O₃母材的界面处生成一层薄薄的扩散反应层,该反应层主要由TiO₂和Al₂O₃组成;在Al₂O₃/Au-Cu/Al₂O₃接头中同样存在扩散反应层,与前者不同的是,接头中检测到Ti-Au相的存在.分别对Au-Ni和Au-Cu两种钎料获得的Al₂O₃接头进行了抗剪强度测试,前者对应接头强度为95.5 MPa,后者对应接头强度达到102.3 MPa.     

表面活化Al2O3陶瓷与5005铝合金真空钎焊

采用Al-Si钎料对经过Ag-Cu-Ti粉末活性金属化处理的Al₂O₃陶瓷与5005铝合金进行了真空钎焊,研究了钎焊接头的典型界面组织,分析了钎焊温度对接头界面结构特征及力学性能的影响. 结果表明,接头典型界面结构为5005铝合金/α-Al+θ-Al₂Cu+ξ-Ag₂Al/ξ-Ag₂Al+θ-Al₂Cu+Al₃Ti/Ti₃Cu₃O/Al₂O₃陶瓷. 钎焊过程中,Al-Si钎料与活性元素Ti及铝合金母材发生冶金反应,实现对两侧母材的连接. 随着钎焊温度的升高,陶瓷侧Ti₃Cu₃O活化反应层的厚度逐渐变薄,溶解进钎缝中的Ag和Cu与Al反应加剧,生成ξ-Ag₂Al+θ-Al₂Cu金属间化合物的数量增多,铝合金的晶间渗入明显;随钎焊温度的升高,接头抗剪强度先增加后降低,当钎焊温度为610 ℃时,接头强度最高达到15 MPa.     

Al2O3陶瓷Ti+Nb/Mo金属化对其与Kovar合金钎焊连接的组织和力学性能的影响

采用磁控溅射在Al₂O₃陶瓷表面沉积了Ti+Nb/Mo金属层,实现了氧化铝陶瓷的金属化,并通过电镀镍提高了金属化效果.采用AgCu28钎料,实现了金属化Al₂O₃陶瓷与Kovar合金的可靠连接.通过扫描电子显微镜和能谱观察了钎缝的微观组织.结果表明,钎料与母材发生了明显的界面反应.Cu元素扩散进入Kovar合金,同时Ni元素扩散进入钎料的富铜区,从而促进AgCu/Kovar连接界面的形成;金属化层在Al₂O₃/AgCu钎料界面处,起到了关键作用,其中铌可以抑制脆性化合物形成,缓解残余应力.金属化层镀镍后,钎缝中AgCu共晶区明显,且钎缝较宽,对提高镀镍试样的钎焊接头强度有一定作用.     

Al2O3陶瓷与5005铝合金的高频感应钎焊

为实现Al2O3陶瓷与5005铝合金的低温连接,采用Ag-Cu-Ti粉末对Al2O3陶瓷表面进行活性金属化处理.结果表明,当活性金属化温度为880~900℃,保温时间10 min时,在Al2O3陶瓷界面形成连续致密无缺陷的Ti3Cu3O反应层.采用Al-Si钎料对活性金属化Al2O3陶瓷与5005铝合金进行高频感应钎焊,研究了接头的典型界面组织及其形成过程.结果表明,当温度为600℃,保温时间为1 min时,铝合金侧由团状α-Al和晶间渗入的AlAg-Cu共晶组织构成,团状α-Al上有板条状初晶硅出现,Al2O3陶瓷侧有弥散分布的过共晶Al-Si组织,Ti3Cu3O反应层的形成是实现Al2O3陶瓷与5005铝合金可靠连接的关键,接头的最大抗剪强度达到52 MPa.     

一种钎焊Si3N4陶瓷的高温非晶钎料

(专利申请号:201010167495.9,专利公开号:CN101823188A)1技术领域此发明属于钎焊材料技术领域。涉及一种钎焊Si3N4陶瓷的高温非晶钎料,更具体地说是涉及一种Ti-Zr-Cu-B高温活性非晶钎料。2背景技术Si3N4陶瓷是一种很有前途的工程结构陶瓷材料,     

采用复合钎料钎焊Si3N4陶瓷

采用TiN／Ag—Cu—Ti复合钎料连接Si3N4陶瓷材料,采用扫描电镜观察了接头组织。TiN颗粒与Ag—cu组织结合紧密,并未与钎料基体进行反应,在钎缝中分布比较均匀,形成了局部金属基复合材料组织。由于颗粒与液态钎料之间能够形成较强的毛细作用,提高了活性元素Ti扩散的能力,Ti元素能够充分扩散到钎料与母材的界面上进行反应,生成一层致密的反应层。接头抗剪强度表明,在一定范围内,采用复合钎料可以明显提高接头强度。     

陶瓷/金属钎焊用钎料及其钎焊工艺进展

阐述了陶瓷／金属钎焊用不同温度的活性钎料及以降低焊缝残余应力为中心的钎焊工艺进展;指出：在我国耐高温、抗氧化性优良的高温耐热型活性钎料是重点发展方向;介绍了降低焊缝残余应力的钎焊工艺和焊缝中间添加过渡层的选择原则。     

Al2O3/Ti生物相容连接接头微观组织及力学性能

文中对Al₂O₃陶瓷和金属Ti表面磁控溅射Mo和Ti金属层,以纯Au箔钎料,研究连接工艺及Ti金属化层厚度对连接接头微观组织和力学性能的影响.结果表明,焊缝主要由Au钎料和（Au,Mo） ss构成,（Au,Mo） ss中含有少量（Ti,Mo） ss和TixAuy金属间化合物.另外,在Al₂O₃/钎料界面处及焊缝中存在少量呈条状分布的TiO₂和Ti_xAl_y金属间化合物.连接工艺及Ti金属化层厚度主要影响各物相的数量及分布状态,通过影响焊缝中固溶体的分布均匀性及金属间化合物的数量而影响接头抗剪强度.当连接温度为1 080℃、保温时间为5 min、Ti金属化层厚度为0.2 μm时,接头的抗剪强度达到最大值138 MPa.     

用Ti箔直接连接Al2O3/Cu

借助ＳＥＭ,ＥＤＸ和ＸＲＤ分析手段,对直接用Ｔｉ箔在１２７３Ｋ连接的Ａｌ２Ｏ３／Ｃｕ接头的连接界面微观结构进行了研究,分析了Ｔｉ箔厚度影响反应层度和连接强度的机制。     

采用Cu-Ti钎料高温连接Si3N4陶瓷

采用Cu80Ti20钎料在1413~1493 K的温度,保温时间5~15 min的工艺条件下分别进行了Si₃N₄陶瓷的高温活性钎焊,在所选工艺条件下均成功得到了无明显缺陷和裂纹的钎焊接头,通过对接头组织和成分的分析,接头的组成为Si₃N₄陶瓷/TiN界面反应层/Cu-Ti化合物+Ti5Si3/TiN界面反应层/Si₃N₄陶瓷.在1413 K保温10min条件下,固溶体中的Ti元素扩散至钎缝与母材的界面并发生反应,形成了致密连续的厚度约为1 μm的反应层.获得了钎焊温度、保温时间、钎缝宽度及界面层厚度等对接头强度的影响规律,在试验中所采用的工艺参数条件下,接头抗剪强度达到了105 MPa.     

锗的表面吸附作用对Sn2.5Ag0.7Cu/Cu界面及润湿性能的影响

分析了Sn2．5Ag0．7Cu／Cu钎料在添加活性元素前后,润湿性能及界面形貌的演变规律．测定了Ge元素含量不同时钎料的铺展面积,用扫描电镜对化合物的形态进行了分析．分析了钎焊时固液相界面张力与活性元素在该处吸附量的关系及其对润湿性能的影响．结果表明,在钎料中Ge元素质量分数为0．5％时,其在界面处的吸附量明显增加,化合物向前生长趋势强烈,润湿铺展面积最大．在质量分数为1．0％时其吸附量依然明显,但润湿效果减弱,且化合物的厚度相对变薄．这说明Ge元素在一定的范围内会降低钎焊界面处的张力,并且当偏聚量较大时可抑制铜和钎料之间的扩散作用,阻碍化合物生长．     

Ag,Al,Ga对Sn-9Zn无铅钎料润湿性能的影响

采用润湿平衡法测试了Sn-9Zn-X(X为Ag,Al,Ga)无铅钎料分别配合ZnCl2-NH4Cl钎剂和免清洗助焊剂,在空气和氮气保护的两种条件下的润湿性能,分析研究了合金元素Ag,Al,Ga的添加量对Sn-9Zn-X无铅钎料润湿性的影响规律.结果表明,合金元素Ag,Al,Ga在Sn-9Zn中的最佳添加量(质量分数)分别为0.3%,0.005%～0.02%,0.5%.采用氮气保护可以显著改善Sn-9Zn-X无铅钎料的润湿性,而Sn-9Zn-X无铅钎料配合ZnCl2-NH4Cl钎剂时具有较好的润湿性,甚至优于Sn-3.5Ag-0.5Cu在相同条件下的润湿性.这一研究结果表明,通过研发适合于Sn-Zn系无铅钎料的高性能助焊剂,从而改善Sn-Zn系钎料的润湿性能是完全可行的.     

石墨/镍基金属钎涂层界面结构分析及性能

电机行业中石墨有重要的作用,在镍基焊料中加入适量活性金属,并通过创新的钎涂方法制备石墨表面的钎焊层,以实现石墨与电机换向器中铜转子更牢固的连接,使得原本与铜直接接触的石墨电刷的磨损量大大降低.通过DSC,XRF,SEM,EDS,XRD,超声C-扫描探伤以及电阻测试等试验检测钎焊层的性能.结果表明,钎料自身生成了金属间化合物,并且钎料中的Si和Cr元素与石墨生成了碳化物,从而使得钎料与石墨之间形成了牢固的冶金结合,样品经钎涂后不影响其作为电刷材料的导电性.     

铝与氧化铝陶瓷表面金属化连接工艺研究

尝试用热浸镀铝工艺在氧化铝陶瓷表面形成一层铝硅合金薄膜,再以该合金膜作为钎焊料,采用常规钎焊法进行氧化铝陶瓷和铝板的钎焊连接。研究结果表明:适当控制金属化过程中气氛的氧含量,可以在陶瓷表面形成一层厚度约为10μm的铝硅合金层;在此之上叠加铝板,在氮气气氛中钎焊,可以将陶瓷与铝连接在一起,其90o撕裂强度大于10N/mm,且断裂发生在铝板夹持部,未从界面处撕开。本实验还对铝硅合金的硅含量对连接工艺的影响以及陶瓷和铝连接机制进行了研究。与传统工艺相比,该工艺具有方法简单、成本低及连接强度高等优点。     

Cr元素对Ni基无硼钎料钎焊金刚石的组织及性能影响

针对B元素易使钎焊金刚石接头出现较多硬脆相的问题,制备一种新型Ni–Cr–Si–Cu–Sn无硼活性钎料,分析Cr元素对钎料组织和钎焊金刚石试样性能的影响规律。结果表明：Cr元素具有细化钎料晶粒和调控钎料中各元素分布的作用,可以提高钎料合金的显微硬度。当Cr元素质量分数过高时,会使钎料的熔点升高,钎料的润湿性能下降。综合来说,含有质量分数为15%的Cr的无硼钎料性能最佳,钎焊金刚石试样的磨削性能较优良,接头处出现多种形状的Cr₇C₃相,实现了钎料对金刚石的高强度连接。     

AlN/Mo-Ni-Cu的活性封接研究

采用Ag_(70)-Cu_(28)-Ti_2活性焊料在真空条件下对AlN陶瓷和Mo-Ni-Cu合金进行活性封焊.分析焊区的显微组织形态、相组成,测定焊区力学性能和气密性.结果表明:在焊料层与合金的界面处Cu的含量相对较高,而在AlN陶瓷与焊料层的界面处形成了厚度为1～2 μm的富Ti层;经XRD分析发现,AlN陶瓷与焊料层的界面上有TiN存在,表明在AlN陶瓷与焊料层的界面处形成了化学键合.焊接后试样的气密性达到1.0×10~(-11) Pa·m~3/s,抗弯强度σ_b=78.55 MPa,剪切强度σ_τ=189.58 MPa.     

热循环加载条件下PBGA叠层无铅焊点可靠性分析

建立了塑料球栅阵列(plastic ball grid array,PBGA)器件叠层焊点应力应变有限元分析模型,基于该模型对叠层无铅焊点在热循环载荷条件下的应力应变分布进行了分析,计算其热疲劳寿命,分析焊点材料、焊点高度和焊点最大径向尺寸对叠层焊点热疲劳寿命的影响.结果表明,与单层焊点相比,焊点叠加方式能有效提高焊点热疲劳寿命;采用有铅焊料Sn62Pb36Ag2和Sn63Pb37的叠层焊点比采用无铅焊料Sn-3.5Ag和SAC305的叠层焊点热疲劳寿命高;叠层焊点的高度由0.50 mm增加到0.80 mm时,焊点的热疲劳寿命随其高度的增加而增加;叠层焊点的最大径向尺寸由0.30 mm增加到0.45 mm时,焊点的热疲劳寿命随焊点的最大径向尺寸增加而减小.     

氧化铝陶瓷与低碳钢钎焊接头的力学性能

为实现Al2O3陶瓷与低碳钢的可靠连接,分析影响接头力学性能的因素,测试了Al2O3陶瓷/AgCuTi/低碳钢钎焊接头的抗剪强度,通过SEM及EDS对断口形貌、成分进行分析,确定了断裂路径.结果表明,随着钎焊温度的升高或者保温时间的延长,接头的抗剪强度都呈先增大后减小的趋势.当钎焊温度为900℃,保温时间为5 min时,接头抗剪强度达103MPa.此时,断裂大部分发生在Al2O3陶瓷母材,小部分发生在Al2O3陶瓷/钎料界面处,且均为脆性断裂.     

微电子封装无铅钎焊的可靠性研究

微电子封装材料的无铅化就是目前微电子封装技术的发展方向之一,微电子封装材料的无铅化对产品的质量可靠性带来的影响与有铅钎料封装时代不同,所以对此影响进行研究,并据此选择产品生产过程中合适的无铅钎料,制定适当的生产工艺评估标准来提高产品的可靠性有着较大的现实意义。阐述了微电子封装采用无铅钎料的必要性,概述了无铅钎料的研究现状,并着重分析讨论了微电子封装无铅钎焊的可靠性问题。