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本文用等温凝固技术研究了Au-In合金在陶瓷封装装片中的应用.结果表明,通过一种多层结构设计和机械振动的作用,硅芯片可在250oC～300oC、2.1N/mm2的静态加载压力和流量为0.5l/min的氮气环境下焊接到氧化铝衬底上,绝大多数样品的剪切强度符合MILSTD883D美国军方标准,焊层具有良好的可靠性,在-55oC～+125oC之间1750周热循环试验后,剪切强度仅有微量下降.同时,用金相方法对热循环试验前后的焊层微结构进行了分析.

关键词: 装片 , 等温凝固 , 剪切强度 , 热循环 , 微结构

Au/In等温凝固焊接失效模式研究

王铁兵 , 施建中 , 谢晓明

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2001.01.019

研究了Au/In等温凝固芯片焊接的失效模式,对每种失效模式的失效原因进行了讨论,并提出了相应的解决途径。结果表明:镀铟层过厚,会使焊层中产生Ni9In4相和大量空洞,导致焊层出现早期失效;焊接过程中芯片与衬底平行度不好,会使加载压力在焊区分布不均,并导致焊区局部区域发生Au/In不浸润;焊接温度过高,则焊层内会出现较大的热应力,可导致芯片或焊层开裂;在300oC高温下,由于过渡层Ni与Au/In相的反应,焊区内出现大量空洞,导致焊层剪切强度下降。对Au/In体系在未来高温电子器件芯片焊接中的应用,尚需寻找合适的过渡层材料。

关键词: 芯片焊接 , 等温凝固 , 金铟体系 , 失效模式

TiNi形状记忆合金不锈钢的瞬时液相扩散焊

李红 , 栗卓新 , 汪应玲 , 冯吉才

稀有金属材料与工程

采用AgCu金属箔作中间过渡层,对TiNi形状记忆合金与不锈钢进行了瞬时液相扩散焊,分析了接头的显微组织、元素分布和物相组成等,研究了接头的抗剪强度和断裂方式.结果表明:接头界面区由TiNi侧过渡区,中间区,不锈钢侧过渡区组成,主要相分别为Ti (Cu,Ni,Fe),AgCu,TiFe等.连接温度为860℃,保温时间为60 min,连接压力为0.05 MPa时,接头最人抗剪强度为239 MPa.断裂发生在TiNi母材和AgCu中间层扩散界面上,断口为混合断裂形貌.通过中间层等温凝同过程动力学模型,结合界面形貌和元素扩散分析,认为TiNi SMA与不锈钢异种材料瞬时液相扩散焊过程存在明显的非对称性.

关键词: TiNi形状记忆合金 , 不锈钢 , 瞬时液相扩散焊 , 界面组织 , 等温凝固 , 非对称性

Cu/Sn等温凝固芯片键合工艺研究

杜茂华 , 蒋玉齐 , 罗乐

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2004.04.015

研究了 Cu/Sn等温凝固芯片键合工艺,对等离子体处理、键合气氛、压力以及 Sn层厚度等因素对焊层的键合强度的影响进行了分析和优化.实验表明,等离子体处理过程的引入是保证键合质量的重要因素,在功率 500W、时间 200s的处理条件下,得到了最大的键合强度;而键合气氛对键合质量有显著的影响,在真空环境下,能得到最佳的键合质量;压力对键合质量的影响较小,施加较小的压力( 0.05MPa)即能得到较大的剪切强度;而 Sn层厚度对键合质量的影响极小,而较薄的厚度能够缩短键合时间.在最优化条件下,得到的键合强度值全部达到了美军标规定的 6.25MPa的强度要求(对于 2mm× 2mm芯片).

关键词: 芯片键合 , 等温凝固 , Cu/Sn体系 , 微结构

GH742合金等温凝固过程中偏析规律的研究

郭磊 , 王玲 , 董建新 , 张麦仓 , 郑磊

稀有金属材料与工程

为了揭示高合金化难变形GH742合金在等温凝固过程中元素的偏析规律,利用SEM和EDAX及密度计算研究了该合金的显微组织和元素的偏析情况,并分析了相变对偏析元素及液体密度的影响.结果表明,在凝固过程中,GH742合金中的主要偏析元素是Nb和Ti,液体密度随凝固温度的下降而上升,在1330℃以下,一次碳化物的析出,使剩余液体中的合金元素发生重新分配,并由此导致局部液体密度的不均匀.

关键词: GH742 , 等温凝固 , 偏析 , 液体密度 , 相变

Al含量对Ni3Al基IC10合金凝固行为的影响

范映伟 , 侯淑娥 , 黄朝晖

材料热处理学报

研究Ni3Al基合金IC10两种不同Al含量合金中初生相的析出温度及析出顺序,确定了两种合金在不同等温温度下固-液两相比例变化.结果表明,低铝合金中(γ+γ')共晶析出温度比高铝合金下降了20℃,液相线温度提高了5℃,并且失去枝晶间毛细补缩能力温度与固相线之间的温度范围明显缩小,失去枝晶间补缩区的液相量F明显减少,从而使低铝合金浇铸叶片时的热裂倾向降低,合金的可铸性提高.

关键词: Ni3Al基高温合金 , 液池 , 等温凝固 , 可铸性

DD3合金TLP扩散焊等温凝固过程研究

李晓红 , 叶雷 , 钟群鹏 , 曹春晓 , 熊华平

航空材料学报 doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2011.6.001

采用一种含B中间层合金在不同温度下保温不同时间TLP连接DD3高温合金.观察不同连接规范下的焊缝组织并测定了焊缝中央共晶区域的宽度.研究发现,焊缝中央共晶宽度与保温时间的1/2次方成反比.由此推算出1150℃,1200℃和1250℃连接温度下等温凝固完成所需时间分别不超过3h,2h和1h.通过建立扩散模型并利用菲克第二定律的误差函数解,分别根据Ni-B和DD3-B模拟相图,计算了不同连接温度下焊缝完成等温凝固所需要的时间.计算结果表明对于给定的连接系统,存在一个连接温度的最佳值,在该温度下,焊缝等温凝固完成所需的时间最短.结果表明,对于DD3合金的TLP扩散焊,采用1250℃的连接温度比较合适.

关键词: 瞬间液相扩散焊 , 等温凝固 , 模型