铝基复合材料的超声辅助钎焊

时间：2022-09-19

铝基复合材料的超声辅助钎焊

铝基复合材料（例如铝碳化硅，AlSiC）是以金属铝及其合金为机体，以金属或非金属颗粒、晶须或纤维为增强相的非均质混合物，在金属复合材料中占主导地位。铝基复合材料比强度和比刚度高，高温性能好，更耐疲劳和更耐磨，阻尼性能好，热膨胀系数低。并且具有可加工和价格低廉等优点。随着科技的发展近年来铝基复合材料被大量应用制造卫星及航天用结构材料、飞机零部件、金属镜光学系统、汽车零部件;此外还可以用来制造微波电路插件、惯性导航系统的精密零件、涡轮增压推进器、电子封装器件等。因此铝基复合材料的连接就尤为重要。

由于铝基复合材料的基体与增强相之间的物理、化学性能相差很大，导致其焊接性很差。并且其表面还有一层致密的氧化膜，严重影响钎料在母材表面的润湿及铺展，并且阻碍了两个连接表面之间的扩散结合。因此普通的焊接方法难以获得理想的接头性能。

常州井芯半导体设备有限公司经过多年的研究开发出了超声波辅助钎焊设备实现了在大气条件下对铝基复合材料的钎焊。其利用超声波的空化作用、声流效应，能在液体内部瞬间产生局部高温、几百个大气压，并产生冲击波，破坏氧化膜、促进原子扩散、促进物质溶解、冲刷固体表面。

超声波辅助钎焊铝基复合材料时要先将母材加热至预设温度，用超声波烙铁头施加超声的同时将钎料均匀的涂敷在两个母材的表面，此时在超声波的作用下母材表面的氧化膜会被去除，使钎料润湿母材表面，促进母材与钎料的结合。涂敷结束后将两个母材涂敷钎料的面贴合在一起，并施加一定的压力，将温度慢慢降至室温，此时超声钎焊完成。

通过超声锡焊技术，可以将铝碳化硅和陶瓷电路板（例如DBC）连接，从而加强元器件的散热。

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