ZnO作为一种宽禁带半导体材料广泛应用于电力电子、光伏组件和光电器件等场合,如用作电路中过压保护装置的ZnO压敏电阻器以及用于提高薄膜硅太阳能电池透光率和光电转换效率的ZnO薄膜等。上述ZnO器件或ZnO薄膜均需要与电极引线互连以实现其电气功能,而ZnO作为金属氧化物是一种难钎焊材料,通常需表面金属化工艺以提高其可焊性和电气性能。为降低ZnO器件的生产成本,利用贱金属制备金属电极层或直接在ZnO表面进行钎焊互连,具有一定的研究意义和重要的工程应用价值。本论文研究旨在探究一种用于ZnO器件的低成本、实施方便的超声电烙铁辅助钎焊工艺。首先,利用Sn-Ag-Ti基活性钎料研究含Ti钎料钎焊6061Al的钎焊机理,并探寻Al替代Ag作为金属电极在工业生产中应用的可行性。随后在无金属电极层的裸ZnO表面进行超声辅助直接钎焊互连,以优化超声工艺参数并研究Ti元素在钎焊ZnO时的作用机制。最后,为解决含Ti钎料制备成本高的问题,选取Zn、Al和Sb作为替代活性元素进行钎焊研究,以进一步降低材料成本。研究结果表明,利用Sn-Ag-Ti基活性钎料超声辅助钎焊6061Al时,Al表面氧化层在超声作用下可被破除,随后Al晶粒沿晶界向钎料中溶蚀,互连主要依靠钎料填充Al材表面的溶蚀坑以及喷涂Al内部缺陷形成的机械咬合而形成;在钎料与基板界面附近形成的Ag-Al相随Ag含量的降低而减少,但Ag含量对焊点互连强度的影响不明显;Ti原子与Al材表层Al₂O₃形成化学吸附,促进了钎料的润湿铺展。利用Sn-Ag-Ti基活性钎料超声辅助直接钎焊ZnO基板时,超声时间合适时（5 s）可以获得较高的互连强度,而超声时间过短或过长均不利于互连强度的提高;此外,焊点剪切强度随钎料中Ti含量的增加而逐渐提高;Ti与ZnO之间发生化学反应形成冶金键合从而保证了互连强度,在两种ZnO基板上钎焊引线的剥离力值均符合工业标准。最后利用Zn、Al和Sb作为活性元素制备低成本活性钎料进行钎焊时发现,Zn元素明显促进Sn基钎料在ZnO基板表面润湿铺展,但Zn含量过高会加剧ZnO基板的溶蚀程度,使基板表面粗糙度下降而降低焊点强度;而Al和Sb作为活性元素时,焊点互连强度比Zn作为活性元素时有所提高,但由于不能形成有效的冶金键合,互连强度均比Ti作为活性元素时低,钎料与ZnO基板主要通过机械咬合以及活性元素与基板之间的化学吸附形成互连。