表面针状铜基微纳米阵列材料与锡基焊料固态焊接

提出一种基于针状铜基微纳米材料的低温固态焊接方法。采用化学镀法制备出一种表面针状铜基微纳米阵列结构,铜针阵列高度为1~3μm,根直径为1~2μm。将锡基焊料置于具有这种形貌的基板上,在加热温度190℃、压力800 g的条件下对接触区域进行焊接。较硬的铜针结构容易插进较软的锡基焊料中,形成机械互锁。针状结构具有巨大的表面积,有利于铜、锡原子的固态互扩散,形成一定厚度的金属间化合物,实现了铜基板与锡基焊料的固态焊接。用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和焊接强度测试仪器分别分析了铜锡焊接界面的显微形貌、化学成分以及剪切强度,获得了最佳焊接参数。结果表明,这种低温固态焊接方法可以获得良好的焊接效果。