β-Al_(2)O_(3)与金属铝的阳极键合及性能分析

作     者：王强 阴旭 刘翠荣 许兆麒 于秀秀 张蕾 刘淑文 Wang Qiang;Yin Xu;Liu Cuirong;Xu Zhaoqi;Yu Xiuxiu;Zhang Lei;Liu Shuwen

作者机构：太原科技大学材料科学与工程学院太原030024 

出 版 物：《微纳电子技术》 (Micronanoelectronic Technology)

年 卷 期：2024年第61卷第12期

页      面：157-162页

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金(52375365) 

主　　题：阳极键合 β-Al_(2)O_(3) 铝 键合界面 过渡层 

摘      要：采用高纯铝片与β-Al_(2)O_(3)陶瓷片进行阳极键合实验,通过控制键合温度和电压,研究了键合界面的微观结构和元素分布。实验结果表明,在适当的温度和电压下,铝与β-Al_(2)O_(3)界面形成了致密且无裂纹的过渡层,过渡层厚度约为5μm。扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDS)分析结果显示,界面处O、Na、Mg元素在铝中的扩散程度较小,主要是由于这些元素的低扩散系数和界面化学反应的阻碍作用。此外,力学性能测试结果表明,键合强度随着键合温度和电压的增加而显著提高,其中键合电压对剪切强度的影响更为显著。在900 V和500℃条件下,接头剪切强度达到3.6 MPa,断口主要发生在β-Al_(2)O_(3)基体中,表明键合界面强度高于基体强度。该研究为优化阳极键合工艺参数提供了理论依据和实验支持,对新材料在阳极键合中的应用起到了一定的推动作用。