玻璃与金属连接超声辅助钎焊技术

在微电子封装、航空航天等领域，玻璃因优异光学性能与稳定性，金属因良好导电导热性，二者结合是高端器件实现功能的关键。但玻璃与金属物理化学性质差异大，连接面临润湿性差、热膨胀系数不匹配、界面反应难三大难题。传统活性钎焊成本高、工艺复杂且加剧热应力，胶接则存在老化、气密性不足等问题

超声辅助钎焊技术为解决这些问题提供了新思路。其核心是将60kHz高频机械振动引入熔融钎料，产生空化效应和声流效应。空化效应能瞬间产生高温高压，破坏金属氧化膜与玻璃表面化学键，促进界面反应；声流效应可搅拌钎料、排除杂质、增强传质。

该技术的界面结合由机械锚固、化学键合和声致氧化反应共同实现。机械锚固借助玻璃表面粗糙度提升连接强度；化学键合是高强度连接关键，如锡钎料与玻璃形成特定化学键；声致氧化反应能在低温下生成纳米氧化物层，桥接钎料与基材。

工艺参数对超声钎焊质量影响显著。超声功率过低会导致结合强度低，过高则可能损坏基体；超声时间过短反应不充分，过长易致性能下降；温度需适宜，既要保证钎料流动，又要避免热应力过大；钎料选择上，低熔点Sn基钎料加活性元素是主流，且活性元素含量需优化

该技术在光电、新能源、航空航天等领域应用前景广阔。未来，还需在过程自动化、焊料设计、可靠性评估和应用拓展等方面持续探索，推动其在高端制造中发挥更大作用。

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