Cu-Ti系活性釬料焊高純Al2O3陶瓷-無氧銅的研究.pdf

1、氧化鋁陶瓷是世界上生產(chǎn)最多，應用最廣的陶瓷，氧化鋁陶瓷與無氧銅的連接件廣泛應用于真空電子器件中，因此實現(xiàn)氧化鋁陶瓷與無氧銅的可靠連接意義重大。本實驗研究不同成分的Cu-Ti系活性釬料，成功替代Ag基活性釬料，實現(xiàn)了氧化鋁陶瓷與無氧銅的連接。采用金相顯微鏡對不同活性釬料連接Al2O3/Cu的接頭反應層厚度進行測量;采用SEM、EDS對不同活性釬料連接.Al2O3/Cu的接頭反應層進行微觀分析、成分分析，研究了Ti的含量以及釬焊工藝對Al2

2、O3陶瓷的潤濕性以及對Al2O3/Cu接頭強度的影響，并探討了不同微量元素的添加對接頭抗剪強度的影響。通過對比不同成分的活性釬料對Al2O3陶瓷的潤濕性及Al2O3/Cu的焊接性能，得出以下結(jié)果:
　　(1)研究Cu-Ti系活性釬料對Al2O3陶瓷的潤濕性發(fā)現(xiàn)，釬料中的Ti含量是影響釬料能否潤濕Al2O3陶瓷的關(guān)鍵原因，當Ti含量低于20％時，釬料完全不能潤濕Al2O3陶瓷。隨著Ti含量提高，釬料在Al2O3陶瓷表面的潤濕角減小。

3、隨著保溫時間的延長，其鋪展面積也緩慢增大，反應層厚度增大，而且反應層組織由疏松變?yōu)橹旅堋?br>　　(2)用Cu67Sn10Ti23活性釬料潤濕Al2O3陶瓷時，釬料在Al2O3陶瓷表面發(fā)生前驅(qū)膜現(xiàn)象，這說明其潤濕性極好。用Cu-Sn-Ti釬料釬焊Al2O3/Cu時，隨著釬焊溫度的提高和保溫時間的延長，其抗剪強度有所增加，但是其抗剪強度還是較低，對反應層進行分析，發(fā)現(xiàn)釬料中的Sn元素在反應過程中發(fā)生了元素的偏聚，替代Cu原子，與Ti元素

4、生成了大量的Sn-Ti化合物。
　　(3)在Cu67Sn10Ti23活性釬料中加入微量的Ni元素，在900℃的釬焊溫度條件下，能夠有效的提高Al2O3/Cu接頭的抗剪強度，當Ni元素達到4％時，其抗剪強度達到最大值95.42MPa，反應層中生成了一些含Ni的相，這些相的存在是隨著Ni元素含量提高而生成的，分析認為這些相有利于強度的提高。
　　(4)在Cu63Sn10Ti23Ni4釬料中添加微量B元素，當B元素低于0.2％時，