银(Ag)具有良好的导电性、导热性以及抗氧化性,其电导率在金属中仅次于铜,能够显著提高焊接接头的导电和导热性能,同时增强其在复杂环境下的抗腐蚀能力。锡(Sn)则具有较低的熔点,在焊接过程中能够迅速熔化,起到良好的润湿作用,确保焊片与被焊接材料充分接触,促进焊接的顺利进行。两者合金化后,形成了具有特殊性能的AgSn合金,通过合理的成分比例,使得焊片既具备锡的低温熔化特性,又拥有银的高温稳定性,为TLPS焊片的优异性能奠定了坚实基础。扩散焊片提升焊接接头导热性。制备扩散焊片(焊锡片)用途
瞬时液相扩散连接工艺(TLPS)是一种高效的材料连接技术,其原理基于液相的形成、等温凝固以及成分均匀化等一系列物理化学过程。在 TLPS 工艺中,首先将中间层材料(通常为 AgSn 合金焊片)放置在被连接的金属表面之间,施加一定的压力(或依靠工件自重)使其相互接触。随后,将组件置于无氧化或无污染的环境中(一般在真空炉内)进行加热。当加热温度稍高于形成共晶液相的温度时,母材与中间层材料之间发生元素的化学反应或相互扩散,从而形成液相。这一液相能够迅速填充整个接头缝隙,为后续的连接过程奠定基础。制备扩散焊片(焊锡片)用途耐高温焊锡片耐 450℃高温环境。
针对焊片在冷热循环过程中的失效模式和原因,可以采取一系列措施来提高其可靠性。在材料方面,可以优化 AgSn 合金的成分,添加适量的微量元素,如 Ni、Co 等,以改善合金的热膨胀系数匹配性,降低交变应力的产生。在工艺方面,改进焊接工艺,提高焊接接头的质量,减少内部缺陷,从而增强焊片抵抗冷热循环应力的能力。还可以对焊片进行表面处理,如镀覆一层抗氧化、抗腐蚀的保护膜,减少合金元素的扩散和氧化,延长焊片的使用寿命。。。
在等温凝固阶段,随着保温时间的延长,液相中的元素会向被焊接材料和未熔化的合金基体中扩散。由于扩散作用,液相的成分发生变化,熔点逐渐升高,当温度保持不变时,液相会逐渐凝固,形成固态的焊接接头。在成分均匀化阶段,凝固后的焊接接头中元素分布可能不均匀,通过进一步的扩散,使接头中的成分趋于均匀,从而提高接头的性能。温度、压力、时间等工艺参数对焊接质量有着有效的影响。温度过高可能会导致合金过度熔化,影响接头性能;温度过低则无法形成足够的液相,导致焊接不牢固。适当的压力可以促进液相的流动和扩散,提高接头的结合强度,但压力过大可能会使被焊接材料产生变形。时间过短,液相形成和凝固不充分,接头强度低;时间过长则可能导致晶粒粗大,降低接头性能。TLPS 焊片表面可做抗氧化处理。
在新能源领域,AgSn 合金 TLPS 焊片在太阳能电池和锂电池等关键部件的制造中发挥着关键作用,为提高能源转换效率、稳定性和寿命做出了重要贡献。在太阳能电池的生产中,焊接质量直接影响着电池的性能和寿命 。AgSn 合金 TLPS 焊片的低温焊接特性,能够有效减少焊接过程中对太阳能电池硅片的热损伤,提高电池的光电转换效率。其良好的导电性和抗腐蚀性,确保了焊接接头在长期的户外使用环境中依然保持稳定,减少了接触电阻的增加和腐蚀导致的失效风险,从而提高了太阳能电池的稳定性和寿命。扩散焊片助力新能源汽车发展。制备扩散焊片(焊锡片)用途
TLPS 焊片压力影响焊接质量。制备扩散焊片(焊锡片)用途
在接头性能上,TLPS 焊片展现出明显的优势。由于其采用瞬时液相扩散连接工艺,能够在接头处形成均匀、致密的金属间化合物层,从而提高接头的强度和韧性。在一些航空航天领域的应用中,对焊接接头的强度和可靠性要求极高,TLPS 焊片形成的接头能够承受更大的机械应力和振动,有效保障了航空航天设备的安全运行。而传统焊片在接头处可能存在气孔、夹杂等缺陷,导致接头强度降低,在复杂工况下容易发生断裂。在适用场景方面,TLPS 焊片适用于大面积粘接,可焊接 Cu,Ni,Ag,Au 界面,这使其在电子封装、电力电子等领域具有广泛的应用前景。制备扩散焊片(焊锡片)用途