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钎料的无铅化已经研究多年,并逐步进入实际生产和制造中。近年来,有研究者从连接技术上探索高铅钎焊的替代方法。其中,瞬时液相连接是采用高熔点金属和低熔点金属的混合粉末混合成复合钎料,连接过程中利用低熔点金属粉末熔化形成液相实现连接,同时与高熔点金属粉末固-液互扩散反应形成新的高熔点连接层,从而实现功率芯片的低温连接,耐高温服役。通过研究瞬时液相连接的互联工艺下,向Sn4.7Ag1.7Cu无铅钎料中添加Ag颗粒来制备复合钎料。采用了SEM观察恒温时效下接头的组织,结合EDS能谱分析,分析对比不同工艺下试样接头组织,并对它们的性能进行对比分析。实验结果表明,瞬时液相扩散焊复合钎料接头组织与Sn4.7Ag1.7Cu/Cu接头组织进行对比,随着时效的进行,钎料中残余的Ag颗粒不断熔化并在接头界面近域区产生大量Ag3Sn化合物,而大量的Ag3Sn化合物可以有效的抑制钎料中Sn元素向Cu基板的扩散,从而达到抑制Cu3Sn生长的目的。随着时效的进行,复合钎料接头力学性能先上升后下降,然后逐渐趋于稳定,在相同服役条件下,复合钎料接头力学性能始终比Sn4.7Ag1.7Cu/Cu接头要好。进一步分析了Ag颗粒含量及颗粒度大小对复合钎料接头组织稳定性及性能的影响。通过改变单一变量(Ag颗粒含量或大小),对比分析各参数下接头显微组织形貌特征及性能参数,得出结论:随着复合钎料内部Ag颗粒含量的增加,复合钎料的润湿性不断下降。当添加Ag颗粒含量小于25 wt%时,随着Ag颗粒含量的增加,在恒温时效过程中,复合钎料接头组织服役稳定性不断提高;当添加Ag颗粒含量大于25 wt%时,随着Ag颗粒含量的增加,在恒温时效过程中,复合钎料接头组织服役稳定性不断下降。在所有试样中,Ag含量为25 wt%的试样服役稳定性最佳,且在高于基体钎料熔点(217℃)83℃下服役15天未断裂,此时接头抗拉强度为25.74 MPa,达到了低温焊接、高温服役的目的;随着钎料内部Ag颗粒目数大小的增加,复合钎料的润湿性不断增强,且当添加Ag颗粒目数小于625目时,试样润湿角大于20°(工业标准要求)不符合要求。在恒温时效过程中,当添加Ag颗粒度不小于625目时,随着添加Ag颗粒目数越大,复合钎料的接头服役性能越差;当添加Ag颗粒度不小于800目时,试样在高于基体钎料熔点(217℃)83℃下服役15天未断裂,其中添加Ag颗粒800目的试样抗拉强度为22.31 MPa,添加Ag颗粒为1250目的试样抗拉强度为24.76 MPa,均满足服役所需强度,达到了低温焊接、高温服役的目的。通过用SEM观察经恒温时效和热循环后复合钎料接头的组织,结合EDS能谱分析,研究了接头在恒温时效和热循环过程中组织变化,结合扩散理论,探究了接头中及钎料内部Sn基化合物形成机制。研究结果表明,瞬时液相扩散焊后,接头界面优先生成焓变较高的Cu6Sn5化合物,并以笋状分布;随着恒温时效的进行,接头中Cu原子由铜母材向钎料中扩散,Cu6Sn5化合物逐渐长大延伸,并趋于平直,Cu3Sn化合物逐渐形成并生长;钎料内部Ag3Sn将包裹着未熔化的Ag颗粒不断长大,且热效应有助于Ag3Sn颗粒度的长大,接头近域区不断长大的Ag3Sn化合物有助于提高Cu-Sn化合物的服役稳定性。