铜与石墨的超声波辅助钎焊

铜与石墨的超声波辅助钎焊

石墨材料具有耐高温、强度高、耐腐蚀、导电传热性好等优点，而铜具有优良的导电性、导热性、良好的加工性能。因此石墨与铜的连接件在医疗器械、核能、汽车、航空航天等行业得到了广泛的应用。但是石墨与铜的物理性能差别很大，尤其是其膨胀系数以及弹性模量有很大的差别，因此普通的焊接方式很难满足石墨与铜的焊接。

常州井芯半导体设备有限公司经过多年研究实验推出的超声波辅助钎焊设备可以实现石墨与铜的焊接。

超声波辅助钎焊设备是利用超声波的空化效应破碎母材表面的氧化膜，促进焊料在母材表面的润湿。进而获得达到使用需求的焊接头。

钎焊时在没有使用超声介入时焊料极易生成氧化膜，由于氧化膜的包裹使钎料很难与母材表面达到完全润湿。在对石墨和铜进行加热到钎焊所需的温度时，对其分别使用超声烙铁头施加超声并涂敷焊料，超声波的作用可以明显改善钎料在母材表面氧化膜的尺寸和形态，促进钎料在母材表面的润湿铺展。此时将两个母材沾有钎料的面贴合在一起，并施加一定的压力直至冷却，完成石墨与铜的钎焊。

石墨与铜的超声钎焊过程中，在超声波的空化作用下钎料表面的氧化膜被破碎，促进石墨中的碳元素吸附钎料中的活性元素，并促进界面反应的进行，改善了熔化的液态活性钎料在石墨表面的润湿与铺展。铜母材侧主要是液态钎料与铜母材的相互扩散溶解形成反应层。