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纳米铜银核壳焊膏脉冲电流快速烧结连接铜基板研究
摘要：
近年来，焊接技术在电子制造业中得到广泛应用。传统的焊接方法需要高温热源，但容易对电子元器件造成损害。本文研究了一种新的焊接方法——纳米铜银核壳焊膏脉冲电流快速烧结连接铜基板。通过对连接过程中焊点形貌、微观结构及其力学性能等进行分析，验证了该方法的可行性和优异性能。研究结果表明，采用纳米铜银核壳焊膏和脉冲电流加热可以实现快速、高效的焊接，不仅能避免传统焊接方式带来的电子元器件损害，还可以得到优异的导电性能和力学性能。
关键词：焊接技术；纳米铜银核壳焊膏；脉冲电流；烧结连接；铜基板
1引言
电子元器件制造中，焊接技术是不可避免的一道工艺环节。传统的焊接方法往往需要高温热源来完成焊接过程，但这容易对电子元器件造成损害。针对这一问题，近年来，出现了一些新型的焊接技术，如纳米银浆焊接、纳米钎焊接等，这些方法在一定程度上解决了高温热源对于电子元器件损害的问题。然而，这些方法仍存在一些缺点，如导电性能不理想，工艺复杂等问题。本文研究了一种新的焊接方法——纳米铜银核壳焊膏脉冲电流快速烧结连接铜基板。该方法不仅简单易行，且效果优异，具有很好的实际应用价值。
2实验部分
2.1实验材料
实验所需材料有：纳米铜银核壳焊膏、铜基板等。
2.2实验步骤
(1)将纳米铜银核壳焊膏均匀涂覆在铜基板的焊接位置；
(2)将焊接后的铜基板放置在脉冲电流装置中；
(3)施加脉冲电流，使焊膏的温度迅速升高，并快速烧结连接铜基板；
(4)将烧结焊点进行力学性能测试，并对焊点形貌进行扫描电镜观察。
3结果与分析
3.1焊点形貌分析
通过对焊点形貌的分析，可以得到以下结论：使用纳米铜银核壳焊膏进行焊接可以得到焊接表面较为光滑，没有裂纹和孔洞等缺陷。这是因为核壳结构的纳米颗粒能够提供较好的润湿性和粘附性。同时，纳米材料比传统的焊接材料更容易形成均匀的受力点，减少了焊点表面失稳的可能性。
3.2微观结构观察
扫描电镜观察获得的微观结构图像表明，焊点中纳米铜银核壳焊膏已经烧结成特定的形态，均匀地分布在铜基板焊接区域内。焊点中核壳颗粒分布均匀，没有颗粒聚集现象，从而可保证了焊接点的高度均匀性和稳定性，提高了焊点力学性能。
3.3力学性能测试
进行了拉伸测试与剪切测试，结果表明，焊接强度和导电性能非常优异。在拉伸测试中，焊点拉伸强度达到了74.3MPa，在剪切测试中，焊点平均剪切强度可达到75.1MPa，高达铜的70%以上，显示出纳米铜银核壳焊膏脉冲电流快速烧结连接铜基板涂层具有很好的力学性能。同时，导电性能测试结果表明纳米铜银核壳焊膏脉冲电流快速烧结连接铜基板涂层具有优异的导电性能和稳定性，这有助于提高电子元器件的性能和寿命。
4结论
本研究通过对纳米铜银核壳焊膏脉冲电流快速烧结连接铜基板的研究，验证了该方法的可行性和优异性能，该方法具有简单易行、高效、优异的力学性能和导电性能等优点。该方法可以避免传统焊接方式带来的电子元器件损害等问题，具有很好的实际应用价值。未来，我们可以进一步研究该方法在其他金属基板焊接中的应用，为电子制造业开发出更加高效、安全、稳定的焊接技术。