Optimisation de l'assemblage des connecteurs métalliques en cuivre

Résumé

Dans cette étude, les propriétés microstructurales et mécaniques des joints cuivre-argent-cuivre ont été étudiées. Les basses températures associées au frittage des nanoparticules d'argent génèrent une opportunité intéressante pour le développement d’un procédé de jonction de production et de réparation lorsque l’utilisation de températures élevées est proscrite. Les performances des joints produits par cette méthode innovante de frittage ont été comparées à celles obtenues par l’utilisation de la technique de brasage classique. Pour la méthode de frittage, un produit de nanoparticules d'argent a été sélectionné et placé entre deux conducteurs en cuivre, serré, puis chauffé à la température de frittage dans un dispositif de chauffage conçu pour ce projet. L'influence de la température, de la pression, du temps, de la longueur de recouvrement et de l'atmosphère de frittage sur le développement de la microstructure et les propriétés mécaniques a été étudiée. Pour la méthode de brasage, un alliage de cuivre-argent-phosphore (BCuP-5) sous la forme d'un ruban a été placé entre deux brins de cuivre, serré, puis chauffé à la température de brasage à l'aide d’une torche. L'influence de l'épaisseur du joint, de la pression et la distance de recouvrement sur la microstructure et les propriétés mécaniques ont été étudiées pour cette méthode de référence. Les essais de brasage ont permis de montrer une résistance mécanique élevée pour des épaisseurs de joints supérieures à 150 μm. Aussi, les essais relatifs à la longueur du joint montrent que seul un recouvrement inférieur à une fois l’épaisseur du brin entraine une rupture dans le joint. Les essais de frittage ont montré l’impact positif de l’augmentation du temps, de la température et de la pression de frittage sur la résistance mécanique des joints. Cependant les essais relatifs à l’atmosphère de frittage ont permis de révéler le rôle antagoniste de l’oxygène permettant à la fois la dégradation des composés organiques mais entrainant l’oxydation du joint. Dans cette étude, la résistance des joints frittés s’est avérée être jusqu’à 75% de la valeur du joint de référence brasé.

Date	31 juil. 2016
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Vincent Demers (Directeur(-trice))