Highly reliable sinter bonding based on guidelines for strengthening dissimilar joint by using interfacial fracture control

基于通过界面断裂控制强化异种接头的指南的高度可靠的烧结结合

• 批准号: 22H01832
• 负责人: 松田 朋己
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01832/
• 关键词: 異相界面; 焼結; 銀; マイクロ力学; 破壊制御; 接合制御; マイクロ力学試験; ナノ構造; 焼結接合; セラミックス

本研究は，セラミックスとの銀焼結接合部におけるナノ・マイクロスケール界面破壊制御による接合部強化指針を構築し，この指針に基づいて高信頼接合法を確立することを最終目標としている．今年度は①電子顕微鏡内接合部創製法の構築ならびに②マイクロスケールでの接合部特性取得・破壊過程の理解を実施した．①では，走査電子顕微鏡内で温度および応力印加を利用した接合部創製法の構築を進め，圧力・温度制御のもとで組織改変検討を行うための試料作製方法の検討を進めるとともに，当該試料を用いた接合部創製を行った．昇温・圧力印加状態において，銀焼結部における酸素含有銀組織の分解・焼結挙動やナノ粒子析出挙動などの局所的な組織変化を観察することができた．②では，異相焼結接合部に対する走査電子顕微鏡内での接合部特性・破壊評価法を確立した．本手法を用いてシリコンならびに表面をアルミナで覆われたアルミニウムを被接合材料として，高温放置試験後の特性を評価した結果，各継手の局所力学特性を取得するとともに，焼結層と界面での破壊進展経路の変化が認められた．並行して検討を進めたマイクロ力学試験/X線CT融合アプローチを用いることで，三次元組織変化と対応付けた力学特性を取得することに成功し，高温放置試験環境において導体/銀焼結直接接合部はその接合部の初期組成に応じて，銀ならびに酸素含有銀組織の物質輸送が生じ，上述の破壊挙動が変化することが明らかとなった．以上の成果については，現在学術論文投稿準備中である．

This study aims to establish a joint strengthening index for the bonding of sintered silver joints with high signal intensity at the interface. This year, we have implemented the construction of the junction in the electron microscope and the understanding of the junction characteristic acquisition and breaking process. 1. To investigate the construction of joint creation method by using temperature and pressure in electron microscope, to discuss the structure change of pressure and temperature control, to discuss the preparation method of sample, and to discuss the joint creation method of sample. Temperature rise, pressure change, silver sintering part of the acid element containing silver structure decomposition, sintering, particle precipitation, movement, the structure of the change observed. (2) To investigate the characteristics of heterophase sintered joints in electron micromirrors and to establish the method of fracture evaluation. This method is used to evaluate the properties of the bonded material after high temperature test. The mechanical properties of the bonded material are obtained. In parallel, the mechanical properties of the three-dimensional microstructure were successfully obtained by mechanical test/X-ray CT fusion. In the high temperature test environment, the initial composition of the conductor/silver sintered direct joint was successfully obtained. The above achievements are now in preparation for submission of academic papers.