单晶银和铝的制备及层错能对冷拔显微组织的影响

　　单晶银和铝的制备及层错能对冷拔显微组织的影响

　　银是一种优良的电导体和热导体，具有良好的信号传输和热导率，铝也是一种导体，具有成本低、材料轻、电导率好等特点，广泛用于集成电路封装的制造。随着半导体技术、集成电路和电子元器件的突破，封装技术越来越受到人们的重视。同时，对包装工艺材料也提出了越来越高的要求。由于多晶银和铝中存在大量的晶界，信号横向传播的衰减效应很大，单晶银和铝没有晶界，可以明显改善信号的传输效果。讨论了固液界面、拉伸速度和温度对单晶制备的影响，并对银和铝单晶的性能进行了电子背散射衍射。同时，ag和al的层错能也有明显的不同。层错能作为材料的固有属性，对材料的变形微观结构和织构的演化有着重要的影响，因此有必要确定层错对两种面心立方材料的微观结构和织构演化的影响，因为银和铝的力学性能在用作传输线之前必须通过拉伸来改善。通过比较银和铝与电子背散射衍射和透射电子显微镜的微观组织演变，揭示了层错能对冷拉金属微观组织的影响，分析了冷拉过程中微观组织和织构演变的温度依赖性。结果表明，111单晶银的最佳工艺参数为:液面与隔热板的距离为2.7mm，保温温度为1400。C，最佳拉伸速度为1μm/s。110种单晶铝的最佳工艺参数为:镓铟合金隔热板的液面距离为15.5mm，保温温度为865°c，最佳拉伸速度为1μm/s。111ag和110al单晶为拥有属性电子背散射衍射技术。结果表明，两种材料均无晶界，单晶铝为绿色110织构取向。银线冷拉试验结果表明，冷拉后银线晶粒出现明显的宏观开裂。随着应变的增加，晶粒沿冷拉伸方向伸长。在高压下形成纤维组织。冷拉伸过程中，随着应变的增加，111和100个织构组分先增加后减少。当应变达到2.77时，形成稳定的100+111双丝织构组分，但织构组分中仍含有大量复杂的织构组分。多晶银界面失配角分析表明，在低应变条件下，位错滑移占主导地位，在中等应变条件下，位错滑移和孪晶变形机制相互竞争控制微变形，位错滑移占主导地位，变形主要由孪晶引起。结果表明，在低应变条件下，多晶银的平面滑移占主导地位。当应变为0.28时，位错分布是“离散”的，没有观察到位错纠缠，变形的多晶银微结构中出现了与冷拉伸方向不平行的高密度位错壁和微带线。当应变为0.94时，就会出现剪切带。当应变大于1.96时，形成与冷拔方向平行的gnb。对铝线材的变形分析结果表明，在高应变条件下形成了稳定的100+111双织构组分，复合织构组分含量较少。发现层错能对两种面心立方金属的微观结构有显著影响。虽然两种材料在高应变条件下都能产生100+111双丝织构组分，但在高应变条件下银中仍存在大量复杂的织构组分。同时，组织演化过程中的变形机制也存在差异。位错滑移是铝的主要变形机制，位错滑移是银在低应变下的主要变形机制，孪晶变形是银在高应变下的主要变形机制。结果表明，在高温(80°c)和液氮温度下，冷拉伸可形成100+111双丝织构组分，降低变形温度可提高111双丝织构组分的稳定性。失配角的分析结果表明，两种温度下失配角的峰值都在5°左右。但峰值高度有显著差异，说明降低变形温度可以促进变形，提高位错密度。