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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A 9/2014

01.08.2014

Interface Development in Cu-Based Structures Transient Liquid Phase (TLP) Bonded with Thin Al Foil Intermediate Layers

verfasst von: Ke Chen, Wen Jin Meng, J. A. Eastman

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions A | Ausgabe 9/2014

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Abstract

Proper bonding and assembly techniques are essential for fabrication of functional metal-based microdevices. Transient liquid phase (TLP) bonding is a promising technique for making enclosed metallic microchannel devices. In this paper, we report results of TLP bonding of Cu-based structures at temperatures between 823 K and 883 K (550 °C and 610 °C) with thin elemental Al foils as intermediate boding layers. In situ X-ray diffraction was utilized to examine the structure of Cu/Al interface in real time, resulting in a proposed sequence of structural evolution of the Cu/Al/Cu TLP bonding interface region. Three different types of bonding interface structures, the “γ 1 structure,” the “eutectoid structure” (“E structure”), and the “E/γ 1/E structure,” were observed through electron microscopy, and related to the proposed sequence of interfacial structural evolution. Tensile fracture tests were conducted on TLP-bonded Cu/Al/Cu coupon assemblies. Hardness of the various phases within the bonding interface region was probed with instrumented nanoindentation. Results of mechanical testing were correlated to the structure of the bonding interface region. The present results provide an understanding of the structural evolution within the Cu/Al/Cu TLP bonding interface region, and offer guidance to future bonding of Cu-based microsystems.

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Metadaten
Titel
Interface Development in Cu-Based Structures Transient Liquid Phase (TLP) Bonded with Thin Al Foil Intermediate Layers
verfasst von
Ke Chen
Wen Jin Meng
J. A. Eastman
Publikationsdatum
01.08.2014
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions A / Ausgabe 9/2014
Print ISSN: 1073-5623
Elektronische ISSN: 1543-1940
DOI
https://doi.org/10.1007/s11661-014-2339-5

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