SiC-Cu超聲輔助TLP連接機(jī)理及性能研究

SiC-Cu超聲輔助TLP連接機(jī)理及性能研究SiC/Cu超聲輔助TLP連接機(jī)理及性能研究

引言:

SiC（碳化硅）材料在高溫、高功率、高頻等極端工況下具有優(yōu)異的性能，被廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天、電子等領(lǐng)域。而SiC與Cu（銅）的連接技術(shù)一直是研究的熱點(diǎn)之一，因?yàn)樗苯記Q定著材料的整體性能。而超聲輔助TLP（熔點(diǎn)釬焊）連接技術(shù)，以其高效、環(huán)保、可控性好的特點(diǎn)逐漸成為SiC/Cu連接的主流方法。本文將重點(diǎn)探討超聲輔助TLP連接SiC/Cu的機(jī)理及性能。

1.超聲輔助TLP連接技術(shù)簡介

超聲輔助TLP連接技術(shù)是利用超聲波的作用，通過振動(dòng)使得材料間的間隙被更好地填充，進(jìn)一步提高接頭強(qiáng)度。TLP連接技術(shù)則通過控制熔點(diǎn)釬料的溫度，使其部分熔化并擴(kuò)散混合，形成穩(wěn)定的連接界面。

2.SiC/Cu超聲輔助TLP連接的機(jī)理

超聲波在SiC/Cu連接過程中起到了很重要的作用。首先，超聲波的振動(dòng)使得SiC顆粒表面的氧化層得到鏟除，從而減少了氧化層對連接強(qiáng)度的不利影響。其次，超聲波的作用使得釬料更好地滲入SiC顆粒表面的微小孔隙中，提高了連接界面的均勻性和致密性。此外，超聲波振動(dòng)還能提高釬料的流動(dòng)性，加速釬料的擴(kuò)散混合，從而改善了SiC與Cu的連接質(zhì)量。

3.SiC/Cu超聲輔助TLP連接的性能研究

為了研究SiC/Cu超聲輔助TLP連接的性能，我們選取了不同超聲功率和連接時(shí)間的參數(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。通過掃描電子顯微鏡（SEM）觀察連接界面的形貌，可以看到超聲輔助TLP連接后，SiC與Cu之間的界面更加致密、均勻。拉伸測試表明，連接界面的強(qiáng)度隨著超聲功率的增加而提高，并且連接時(shí)間對強(qiáng)度也有一定的影響。超聲輔助TLP連接所得到的SiC/Cu連接強(qiáng)度明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的TLP連接。

4.影響SiC/Cu超聲輔助TLP連接性能的因素

在SiC/Cu超聲輔助TLP連接過程中，超聲功率、時(shí)間以及使用的釬料等因素都會(huì)對連接性能產(chǎn)生影響。超聲功率過大會(huì)導(dǎo)致連接界面溫度過高，甚至燒傷材料；超聲時(shí)間過長會(huì)導(dǎo)致釬料的過度燒結(jié)，降低連接質(zhì)量。此外，釬料的選擇也很重要，初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，含鈦的活性釬料具有較好的連接效果。

5.結(jié)論

SiC/Cu超聲輔助TLP連接技術(shù)在提高連接界面的均勻性、致密性以及連接強(qiáng)度方面表現(xiàn)出良好的性能。超聲波的振動(dòng)作用，使得連接界面更加致密、均勻，并且提高了釬料的流動(dòng)性。超聲輔助TLP連接技術(shù)的影響因素多樣化，需要進(jìn)一步研究和優(yōu)化。SiC/Cu超聲輔助TLP連接技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景，為SiC材料在高功率電子器件中的應(yīng)用提供了可靠的支持。

總結(jié):

本文介紹了SiC/Cu超聲輔助TLP連接的機(jī)理及性能研究。通過超聲波的作用，超聲輔助TLP連接技術(shù)在提高連接界面的均勻性、致密性以及連接強(qiáng)度方面表現(xiàn)出良好的性能。超聲輔助TLP連接技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景，為SiC材料在高功率電子器件中的應(yīng)用提供了可靠的支持。然而，超聲功率、時(shí)間以及釬料的選擇等因素對連接性能有一定的影響，需要進(jìn)一步研究和優(yōu)化。希望本文的研究能夠?yàn)檫M(jìn)一步探索SiC/Cu連接技術(shù)提供有益的參考SiC/Cu超聲輔助TLP連接技術(shù)在提高連接界面的均勻性、致密性以及連接強(qiáng)度方面表現(xiàn)出良好的性能。超聲波的振動(dòng)作用使得連接界面更加致密、均勻，并且提高了釬料的流動(dòng)性。初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，含鈦的活性釬料具有較好的連接效果。然而，超聲功率過大和超聲時(shí)間過長會(huì)對連接性能產(chǎn)生負(fù)面影響，導(dǎo)致溫度過高和釬料過度燒結(jié)。因此，在使用超聲輔助TLP連接技術(shù)時(shí)需要注意合適的超聲功率和時(shí)間控制，以及選擇合適的釬料。SiC/Cu超聲輔助TLP連接技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景