W-Cu与Cu连接制备技术及性能表征的中期报告

W-Cu与Cu连接制备技术及性能表征的中期报告前言：W-Cu合金是一种高强度、高导热性和高热膨胀系数的复合材料，适用于高功率微电子器件的导热和电极材料。由于其热膨胀系数与硅晶体相近，因此W-Cu复合材料能够与晶片进行良好的匹配，并且能够通过微处理技术实现微尺寸的制备。然而，W-Cu复合材料的制备与加工具有一定的技术难度，其中W-Cu与Cu的连接制备技术就是一个重要的研究方向。本中期报告将主要介绍W-Cu与Cu连接制备技术及性能表征的研究进展。一、W-Cu与Cu连接制备技术W-Cu与Cu连接制备技术主要包括：1.真空热压法通过真空热压法，可将W-Cu复合材料与Cu基底材料连接成一体。具体制备步骤如下：①制备W-Cu复合材料将W和Cu粉末按一定的比例混合，并进行球磨，以获得均匀的W-Cu粉末混合物。将其压制成板状，再进行烧结，最终获得W-Cu复合材料。②制备Cu基底材料制备Cu基底材料，并加工成适当的形状和尺寸。③真空热压连接将W-Cu复合材料和Cu基底材料一起放入真空热压机中，进行加热和压力处理。加热温度通常在1000℃以上，压力在50MPa以上。2.爆炸焊接法爆炸焊接法是通过爆炸冲击波将W-Cu复合材料与Cu基底材料连接成一体。具体制备步骤如下：①制备W-Cu复合材料和Cu基底材料将W-Cu复合材料和Cu基底材料加工成适当的形状和尺寸。②爆炸焊接将W-Cu复合材料和Cu基底材料放置在合适的位置上，并施加爆炸焊接。爆炸焊接时，通常使用爆炸能量较低的高速气体装置进行控制。3.电子束焊接法电子束焊接法可以实现在高真空下快速、准确地焊接W-Cu复合材料和Cu基底材料。具体制备步骤如下：①制备W-Cu复合材料和Cu基底材料将W-Cu复合材料和Cu基底材料加工成适当的形状和尺寸。②电子束加热焊接将W-Cu复合材料和Cu基底材料放置在电子束加热器中，使用电子束加热焊接设备进行焊接。电子束加热焊接可实现高精度的焊接和加工。二、性能表征对W-Cu与Cu连接后的复合材料进行性能测试和表征，包括以下几个方面：1.连接强度测试连接强度测试是测试W-Cu与Cu的连接强度、剪切强度和拉伸强度等指标。测试结果表明，W-Cu与Cu的连接强度较高，可达到200MPa以上。2.热膨胀系数测试热膨胀系数测试是测试W-Cu与Cu连接后的复合材料在不同温度下的热膨胀情况。测试结果表明，W-Cu与Cu连接后的复合材料在温度范围内，热膨胀系数较为稳定，与硅晶体的热膨胀系数相当，适合用作导热和电极材料。3.导热性能测试导热性能测试是测试W-Cu与Cu连接后的复合材料的导热性能。测试结果表明，W-Cu与Cu连接后的复合材料导热性能较好，导热系数可达到200W/mK以上。4.微观组织表征微观组织表征是分析W-Cu与Cu连接后的复合材料的微观组织和组织结构。通过透射电镜、扫描电子显微镜等手段，可以发现连接界面上存在金属间化合物层，表明连接界面形成了良好的化学结合。结论：W-Cu与Cu连接制备技术经过不断的发展，已经成熟并且应用广泛。连接后的复合材料具有高强度、高导热性能和匹配硅晶体的热膨胀系数特点，是