【摘 要】
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AlN陶瓷具有热导率高、介电常数低、电阻率高和与硅相匹配的热膨胀系数、无毒等特点，目前被认为是最具发展前景的陶瓷封装材料之一。AlN陶瓷作为一种性能优异的电子封装材料，在
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AlN陶瓷具有热导率高、介电常数低、电阻率高和与硅相匹配的热膨胀系数、无毒等特点，目前被认为是最具发展前景的陶瓷封装材料之一。AlN陶瓷作为一种性能优异的电子封装材料，在使用中常会遇到与金属的连接问题。研究AlN陶瓷的封接技术，已成为AlN应用的重要方面，也成为一个科学前沿。活性金属法作为AlN常用的封接方法具有工序少，无需金属化，封接工作在一次升温过程中完成等优点，目前备受青睐。本论文研究了AlN陶瓷与W-Cu合金以及不锈钢(1Cr18Ni9Ti)的活性封接，分析了封接的机理，为扩大AlN陶瓷、W-Cu合金、不锈钢材料在电子封装等领域中的应用打下了一定的基础。
试验采用Ag-Ti4和Ag70-Cu28-Ti2活性焊料对AlN与W-Cu合金进行了封接，采用SEM、EDS、XRD等分析手段，发现焊接界面均较为清晰，焊层中有明显的共晶组织，并均在陶瓷界面生成一层连续的、厚度约为2～3μm的TiN润湿层，说明陶瓷与焊料之间发生了化学键合。力学测试发现Ag-Ti4焊料封接的剪切强度στ可达114.9MPa，弯曲强度σb达61.0MPa，而用Ag70-Cu28-Ti2焊料封接的剪切强度στ达134.2MPa，弯曲强度σb达44.7MPa，两种焊料封接后的气密性均达到1.0×10-11Pa·m3/s，综合指标均达到国标。
试验采用Ag70-Cu28-Ti2焊料成功封接了AlN陶瓷与不锈钢，封接效果良好，接合界面清晰，焊层中有明显的AgCu共晶组织，并在陶瓷界面生成一层连续的、厚度为1～2μm的TiN润湿层。测试发现剪切强度στ=72.1MPa，弯曲强度σb=33.7MPa，气密性达1.0×10-11 Pa·m3/s，达到国标水平。分析发现不锈钢中的各元素都不同程度地向焊层发生扩散，与Ti和Cu亲和力较强的元素，如Fe、Ni等，向焊层内扩散形成了一些金属间化合物和金属固溶体，如FeNiTi、CuTi化合物等。
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