W-Cu與Cu連接制備技術及性能表征的中期報告

W-Cu與Cu連接制備技術及性能表征的中期報告前言：W-Cu合金是一種高強度、高導熱性和高熱膨脹系數(shù)的復合材料，適用于高功率微電子器件的導熱和電極材料。由于其熱膨脹系數(shù)與硅晶體相近，因此W-Cu復合材料能夠與晶片進行良好的匹配，并且能夠通過微處理技術實現(xiàn)微尺寸的制備。然而，W-Cu復合材料的制備與加工具有一定的技術難度，其中W-Cu與Cu的連接制備技術就是一個重要的研究方向。本中期報告將主要介紹W-Cu與Cu連接制備技術及性能表征的研究進展。一、W-Cu與Cu連接制備技術W-Cu與Cu連接制備技術主要包括：1.真空熱壓法通過真空熱壓法，可將W-Cu復合材料與Cu基底材料連接成一體。具體制備步驟如下：①制備W-Cu復合材料將W和Cu粉末按一定的比例混合，并進行球磨，以獲得均勻的W-Cu粉末混合物。將其壓制成板狀，再進行燒結，最終獲得W-Cu復合材料。②制備Cu基底材料制備Cu基底材料，并加工成適當?shù)男螤詈统叽?。③真空熱壓連接將W-Cu復合材料和Cu基底材料一起放入真空熱壓機中，進行加熱和壓力處理。加熱溫度通常在1000℃以上，壓力在50MPa以上。2.爆炸焊接法爆炸焊接法是通過爆炸沖擊波將W-Cu復合材料與Cu基底材料連接成一體。具體制備步驟如下：①制備W-Cu復合材料和Cu基底材料將W-Cu復合材料和Cu基底材料加工成適當?shù)男螤詈统叽?。②爆炸焊接將W-Cu復合材料和Cu基底材料放置在合適的位置上，并施加爆炸焊接。爆炸焊接時，通常使用爆炸能量較低的高速氣體裝置進行控制。3.電子束焊接法電子束焊接法可以實現(xiàn)在高真空下快速、準確地焊接W-Cu復合材料和Cu基底材料。具體制備步驟如下：①制備W-Cu復合材料和Cu基底材料將W-Cu復合材料和Cu基底材料加工成適當?shù)男螤詈统叽?。②電子束加熱焊接將W-Cu復合材料和Cu基底材料放置在電子束加熱器中，使用電子束加熱焊接設備進行焊接。電子束加熱焊接可實現(xiàn)高精度的焊接和加工。二、性能表征對W-Cu與Cu連接后的復合材料進行性能測試和表征，包括以下幾個方面：1.連接強度測試連接強度測試是測試W-Cu與Cu的連接強度、剪切強度和拉伸強度等指標。測試結果表明，W-Cu與Cu的連接強度較高，可達到200MPa以上。2.熱膨脹系數(shù)測試熱膨脹系數(shù)測試是測試W-Cu與Cu連接后的復合材料在不同溫度下的熱膨脹情況。測試結果表明，W-Cu與Cu連接后的復合材料在溫度范圍內，熱膨脹系數(shù)較為穩(wěn)定，與硅晶體的熱膨脹系數(shù)相當，適合用作導熱和電極材料。3.導熱性能測試導熱性能測試是測試W-Cu與Cu連接后的復合材料的導熱性能。測試結果表明，W-Cu與Cu連接后的復合材料導熱性能較好，導熱系數(shù)可達到200W/mK以上。4.微觀組織表征微觀組織表征是分析W-Cu與Cu連接后的復合材料的微觀組織和組織結構。通過透射電鏡、掃描電子顯微鏡等手段，可以發(fā)現(xiàn)連接界面上存在金屬間化合物層，表明連接界面形成了良好的化學結合。結論：W-Cu與Cu連接制備技術經過不斷的發(fā)展，已經成熟并且應用廣泛。連接后的復合材料具有高強度、高導熱性能和匹配硅晶體的熱膨脹系數(shù)特點，是