WTi靶材与Cu背板超声辅助大面积钎焊工艺和机理

发布时间：2021-05-09 12:17

　　高纯钨钛（WTi）靶材不但广泛应用于半导体集成电路制造,还广泛应用于太阳能薄膜电池的电极及配线结构中。高纯WTi溅射靶材在溅射机台上使用时需要先焊接铜（Cu）背板,背板主要起到了安装固定、强化、通水冷却等作用。其中靶材与背板的焊接结合率和结合强度对靶材的使用有重大影响:如果焊接面存在较大缺陷,就会造成WTi靶材溅射时冷却不好;连接强度不够也会增加WTi靶材溅射过程中焊缝开裂的风险。所以研究WTi靶材焊接工艺对WTi靶材的制造有重大的意义,且大面积异种金属无间隙微缺陷钎焊也是研究的一个创新点。本文主要研究WTi靶材与Cu背板超声辅助大面积钎焊工艺和机理。钎焊主要使用纯铟（In）作为钎料,钎焊前会对WTi靶材的焊接面先进行镀镍处理,以增强WTi靶材与In焊料的润湿性。镀镍试验发现随着镀镍时间的增加,镀镍层厚度逐渐提高,镍含量也逐渐提高,磷（P）含量逐渐下降。当温度设定在85-90℃、镍离子浓度为5.6-6g/l、PH值在4.6-4.8条件下,镀镍时间设定在25分钟时得到的镀镍层P含量8.33%、镀镍层厚度8.8μm,满足钎焊对镀镍层厚度的标准要求。WTi靶材与Cu背板焊接前先对钎料进行超声... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 钎焊技术国内外研究现状
    1.3 镀镍层和超声辅助对钎焊的影响研究
        1.3.1 化学镀镍的研究现状
        1.3.2 镀镍层对钎焊的影响
        1.3.3 超声振动辅助对钎焊的影响
    1.4 钎焊在靶材生产中的应用研究
        1.4.1 靶材生产中各类焊接的应用
        1.4.2 钎焊在靶材生产中的应用
    1.5 WTi靶材钎焊界面反应机理研究
        1.5.1 Cu-In界面反应机理
        1.5.2 Ni-In界面反应机理
    1.6 本文研究的主要内容
第2章 试验材料与试验方法
    2.1 试验用材料
    2.2 试样焊接过程
    2.3 试验设备及测试方法
        2.3.1 镀镍层强度测试
        2.3.2 镀镍层成分X射线荧光光谱测试分析
        2.3.3 镀镍层厚度和润湿性电子显微镜观察分析
        2.3.4 焊接结合率超声波扫描测试分析
        2.3.5 钎焊接头抗拉强度测试分析
        2.3.6 钎焊接头SEM形貌和EDS元素分布分析
    2.4 本章小结
第3章 WTi靶材镀镍工艺及润湿性试验
    3.1 WTi靶材镀镍工艺研究
        3.1.1 镀镍层性能和试验要求
        3.1.2 镀镍时间对镀镍层的影响试验
    3.2 镀镍对WTi靶材润湿性的影响
    3.3 本章小结
第4章 WTi靶材与Cu背板钎焊工艺和机理研究
    4.1 钎焊工艺流程和性能要求
        4.1.1 钎焊温度对钎焊的影响
        4.1.2 超声波处理对钎焊结果的影响
        4.1.3 钎料层厚度对钎焊结果的影响
    4.2 钎焊接头组织与机理分析
    4.3 WTi靶材的量产改进和工业应用
        4.3.1 WTi靶材组件量产工序改进
        4.3.2 WTi靶材太阳能电池上的应用
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]2017年全球半导体市场和半导体产业发展的基本情况分析[J]. 王龙兴.  集成电路应用. 2018(10)
[2]55%SiCp/6063Al复合材料与玻璃的钎焊工艺研究[J]. 王宗伟,徐冬霞,许国星,高增,陈思杰,牛济泰.  兵器材料科学与工程. 2018(06)
[3]焊接温度对Cu/Al瞬间液相扩散焊接头性能的影响[J]. 黄本生,李光文,赵星,李春梅,熊万能.  有色金属工程. 2018(04)
[4]钎焊时间对镀镍SiCP/Al复合材料界面IMC生长的影响[J]. 徐冬霞,范晓杰,许国星,丁连征,陈思杰,牛济泰.  焊接学报. 2018(07)
[5]基于焊接智能化与智能化焊接机器人技术的相关研究[J]. 方雁.  南方农机. 2018(12)
[6]钎焊技术在高速列车制造中的应用[J]. 龙伟民,孙华为,秦建,裴夤崟,薛嘉琪.  电焊机. 2018(03)
[7]铝合金钎焊技术研究进展及展望[J]. 李龙,陈鑫,宋友宝,周德敬.  焊接技术. 2017(06)
[8]国内溅射靶材行业视角下镍钒溅射靶材的制备及应用探讨[J]. 袁学敏,赵中雷.  中国建材科技. 2017(03)
[9]智能钎焊技术进展[J]. 何鹏,张玲.  焊接学报. 2017(04)
[10]镀镍层对铝/钢异种金属激光焊接质量的影响[J]. 李镇,石岩,刘佳,李言飞,李云峰,倪聪,闻龙.  应用激光. 2016(03)

博士论文
[1]中国集成电路产业发展研究[D]. 王鹏飞.武汉大学 2014

硕士论文
[1]铝/铜熔钎焊工艺及其界面机理研究[D]. 王梓懿.兰州理工大学 2018
[2]铜与石墨超声波辅助活性钎焊连接方法研究[D]. 尚江旭.兰州理工大学 2017
[3]铝与钛、钽的真空扩散焊研究[D]. 宋欣妍.燕山大学 2016
[4]基于超声波辅助的铝合金表面改性工艺研究[D]. 邵加保.哈尔滨工业大学 2017
[5]超声辅助钎焊中界面空化行为和去膜过程的可视化研究[D]. 李灿.北京工业大学 2016
[6]70%SiCp/Al复合材料的润湿及钎焊研究[D]. 张波.江苏大学 2016
[7]钛合金/纯镍中间层/不锈钢的相变超塑性扩散焊接研究[D]. 黄文展.重庆大学 2006



本文编号：3177291