Ag-Cu-Ti焊膏由于涂覆方便,用量便于精確控制,廣泛應(yīng)用于高電壓、大功率IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極性晶體管）等功率器件的制造中,但是由于Ag-Cu-Ti三元合金粉末制備難度大,國內(nèi)一直無法實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),而進(jìn)口Ag-Cu-Ti焊膏價格昂貴,限制了IGBT等功率器件的發(fā)展。本論文采用粒徑為48¹50μm的Ag68.8-Cu26.7-Ti4.5三元合金粉末研制Ag-Cu-Ti活性焊膏,并深入地探究了粘結(jié)劑中各成分對焊膏外觀、物理穩(wěn)定性,粘度,以及觸變性的影響,進(jìn)而確定了Ag-Cu-Ti焊膏的最佳配方;接著測試了焊膏的物理性能以及Ag-Cu-Ti焊膏在AlN和無氧銅表面的鋪展性能,并與國外某成熟商用焊膏進(jìn)行對比。最后,分析了不同釬焊工藝條件下自制Ag-Cu-Ti焊膏釬焊氮化鋁陶瓷/無氧銅接頭的力學(xué)性能,確定了自制Ag-Cu-Ti焊膏釬焊氮化鋁陶瓷與無氧銅的最佳釬焊工藝參數(shù)。研究發(fā)現(xiàn),按照88 wt.%的Ag-Cu-Ti釬料粉末與12 wt.%的粘結(jié)劑配制Ag-Cu-Ti焊膏時,粘結(jié)劑的最佳配方為61 wt.%溶... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

液態(tài)釬料在母材表面的物理潤濕過程示意圖

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文潤濕示意圖如圖 1.4 所示，σ′sl是界面反應(yīng)所生成的新生相σ′ss是陶瓷與新生相單位面積的界面能，θ′是反應(yīng)潤濕角。 是由兩部分組成的：化學(xué)反應(yīng)所導(dǎo)致的界面處自由能變化的變化 ΔG2。其中 ΔG2=σ′sl+σ′ss-σsl=Δσ，因此 ΔG=ΔG1+界面能 σsl（新）=σsl+ΔG=σsl+ΔG1+Δσ，帶入 Young’s 方程：( Δ Δ )Δ Δcos cossg slsg sl 11lg lg lgσ σ σ σ G σG σθ θσ σ σlg σ （新）看出，界面處化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致的自由能變化 ΔG1和新界面結(jié)潤濕角。在等溫等壓下，ΔG1小于零，因此有活性元素參值，減小反應(yīng)潤濕角 θ′，提高潤濕性。Δσ 對反應(yīng)潤濕角的的共價鍵性質(zhì)強(qiáng)于陶瓷母材，則 Δσ 小于零，反應(yīng)潤濕角離子性較強(qiáng)，則 Δσ 大于零，反應(yīng)潤濕角增大，潤濕性降

一般的金屬釬料很難在陶瓷表面潤濕。例如，銀、銅或者銀銅陶瓷，而在 Ag-Cu 合金中加入 3 wt.%的 Ti 則可以潤濕 Si3N4陶瓷[47]。圖 共晶釬料上方放置 2.9 wt.%Ti 的釬料在 Al2O3上的潤濕角和鋪展面積， Al2O3陶瓷上的潤濕過程可以分為 3 個階段：i 向 Ag-Cu 釬料中的溶解和擴(kuò)散。該階段主要是 Ti 的溶解并從釬料表面釬料表現(xiàn)出 Ag-Cu 釬料的性質(zhì)，在陶瓷表面不潤濕，表現(xiàn)為潤濕角和鋪。濕角快速減小階段。從圖中可以看出，在該階段潤濕角急劇減小，鋪展i 原子已經(jīng)從釬料頂部擴(kuò)散到陶瓷表面，并和陶瓷材料發(fā)生了反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)濕角緩慢減小階段。在該階段中潤濕角減小緩慢，最后幾乎穩(wěn)定在 10慢增加，最后隨保溫時間的延長幾乎保存不變。這主要是因?yàn)樵跐櫇窠堑袅舜蟛糠?Ti 元素，Ti 和 Al2O3陶瓷的反應(yīng)變慢，界面反應(yīng)達(dá)到平衡狀研究者還發(fā)現(xiàn)當(dāng) Ti 含量減少到 0.7 wt.%時，潤濕角增加到 60-65°，這是活性降低。因此，Ag-Cu-Ti 釬料中 Ti 的含量最好控制在一定范圍內(nèi)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]AgCuTi活性釬料的研究進(jìn)展[J]. 劉國化,魏明霞,高勤琴,趙君,王劍平,謝明.  貴金屬. 2020(S1)
[2]高溫釬料焊膏研究進(jìn)展[J]. 戎萬,操齊高,鄭晶,孟晗琪,姜婷,鄭博瀚.  貴金屬. 2020(S1)



本文編號：2932803