金属粘合剂 金属粘合剂怎么去除

水基粘合剂

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铸造是冷却结晶形成固态金属，其强度应该是由金属键决定的。烧结，特别是几种混合物烧结是一定不能以结晶形式形成晶体，通过某种粘结剂粘合形成固态混合物，其强度应该由粘合剂的分子键决定。//@秉烛夜游0825:高温烧结和铸造有啥区别

制造原理

粉末冶金，一种神奇的工艺，坚硬无比的硬质合金就是用的这个工艺。粉末冶金过程需要经过三个基本阶段，首先必须将主要材料转化为粉末，可使用粉碎、化学还原、电解等技术将原料金属转化为粉末或细碎金属。然后将粉末注入模具或压模中，这些将成为最终产品的形状，并且还要压实粉末金属，这可以减少空隙并增加产品的密度。为了在金属颗粒之间产生永久结合，需在高温下加热烧结，以使松散的颗粒结合，形成一个实心产品。可用于粉末冶金工艺的金属类型范围很广，但选择的金属需满足耐腐蚀、硬度、抗拉强度、冲击韧性和疲劳强度等特点，常用的有，铜，镍，，铁，钴，钼等材料。

金属粘接层在GaN器件中的界面热阻分析

背景介绍

GaN是重要的宽禁带半导体材料，在高电子迁移率晶体管（HEMT）、射频元件及功率器件中有广泛的应用。由于GaN器件通常工作在高频、高功率环境下，存在严重的发热问题，通常需要将器件构建于高导热衬底上，例如硅（热导率~140W•m−1•K-1），碳化硅（热导率~390 W•m−1•K-1），以及金刚石（热导率~2000 W•m−1•K-1）等。在实际器件中，往往需要在GaN与衬底界面蒸镀一层AuSn或AuIn金属作为粘结剂，提高界面热导。然而，在蒸镀金属层之后，一方面可以填充GaN与衬底间的间隙，降低界面热阻；另一方面却引入了合金层（通常是非晶），造成了额外界面热阻。综合来看，GaN器件的导热性能在金属粘接层引入后，究竟提升还是下降仍然存疑，而测量这一复杂界面的真实热导存在挑战。

成果简介

清华-伯克利深圳学院康飞宇、孙波课题组通过时域热反射方法测量并计算了GaN/Ti/AuSn/Ti/衬底的界面热导，其中衬底包括Si，SiC，金刚石等。测量发现，GaN/Ti/AuSn/Ti/衬底中Si，SiC，金刚石对的界面热导分别为16.5，14.8和13.2 MW•m−2•K−1，远低于GaN/SiC本征界面的热导。造成这一现象的主要原因是AuSn/Ti与衬底间的声学失配明显导致声子散射较强，且Ti的非晶结构引入了额外的界面热阻。

图文导读

图1 测量及计算GaN/SiC界面热导的方法及对应的AuSn/Ti/SiC界面的形貌

由于复杂界面热导测量存在准确度低、敏感度差等问题，我们通过等价测量的方法得到GaN/Ti/AuSn/Ti/SiC界面热导。如图1 所示，首先通过电子束蒸镀得到AuSn/Ti/GaN及AuSn/Ti/SiC界面，然后分别测量其热导，再计算GaN/Ti/AuSn/Ti/SiC界面热导。

图2 时域热反射方法测量AuSn/Ti与GaN和Si、SiC、金刚石衬底之间的界面热导

通过这一方法，我们将衬底的热导率和AuSn/Ti/衬底间的热导作为未知数，对时域热反射方法测量的结果进行拟合，得到AuSn/Ti/衬底的界面热导，如图2。

图3 时域热反射方法的敏感度分析

对于每组时域热反射测量，我们选用适宜的调制频率和光斑尺寸。敏感度分析显示界面热导（G）在大部分延迟时间（100-3000ps）内具有较高的敏感度（>0.2），证明测量界面热导在该体系下的准确性，如图3。

图4 界面热导的测量结果

我们通过测量AuSn/Ti/衬底的界面热导随温度的变化，并与扩散失配模型（DMM）的预测结果相比较，如图4。我们发现测量结果的温度趋势和相对大小与DMM的预测结果一致，这是因为该界面处的热输运以弹性声子散射为主。然而，测量值相比DMM预测结果低50-90%，主要原因是非晶Ti等缺陷的存在造成额外的声子-缺陷散射，使得界面热阻增加。

最后，我们通过傅里叶方程计算得到GaN/Ti/AuSn/Ti/衬底中Si，SiC，金刚石对的界面热导分别为16.5，14.8和13.2 MW•m−2•K−1，远低于GaN/SiC本征界面的热导。造成这一现象的主要原因是AuSn/Ti与衬底间的声学失配明显，导致声子散射较强，且非晶Ti金属层的引入了导致了额外的界面热阻。

文章信息

Susu Yang, Houfu Song, Yan Peng, Lu Zhao, Yuzhen Tong, Feiyu Kang, Mingsheng Xu*, Bo Sun* & Xinqiang Wang*. Reduced thermal boundary conductance in GaN-based electronic devices introduced by metal bonding layer. Nano Research 网页链接.

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