CVD金刚石薄膜金属化及其与金属的焊接研究

针对CVD金刚石在微波管中的应用特点,提出一种金刚石膜表面金属化新工艺。该工艺采用Ti/Mo/Ni体系和磁控溅射镀膜方法,与无氧铜焊接获得了良好的接合性能,封接件平均抗拉强度大于113.7 MPa。X射线衍射分析证实：经820℃真空热处理,金刚石与钛膜界面形成Ti8C5和TiO。     

黏附层以及退火气氛对Au/Si共晶体系中硅扩散的影响研究

采用真空蒸镀方法在Si衬底上制备了Si/Au、Si/Ni/Au和Si/Ti/Au结构多层膜,进行多种条件下的退火实验,研究了不同黏附层对Au/Si共晶体系中硅扩散的影响.实验结果表明,黏附层对硅的扩散起到阻挡作用,Ti层与Ni层作为阻挡层在较低温度下发生失效,退火气氛对阻挡层的失效具有显著影响.这表明Au/Si体系中扩散阻挡层失效的机制并不是直接的固相反应.文章提出势垒模型来解释扩散阻挡层的失效机制.     

镀覆工艺对功率外壳金锡/金硅焊接的可靠性研究

通过功率外壳金硅(AuSi)焊接失效案例,研究了铜-钼铜-铜(CPC)、铜-钼-铜(CMC)为热沉材料的功率外壳镀覆工艺,包括在CPC(或CMC)材料无氧铜表面高温重新形成晶格,采用外延生长型NiCo/Au替代Ni/Au镀层。镀覆工艺优化后,功率外壳金锡(AuSn)或AuSi芯片焊接可靠性得到了显著改善。     

钼上直接镀金镀铑

钼的自然氧化膜上镀金后,随即在干氢中进行热扩散,钼的氧化物则被还原,金镀层即与钼扩散焊接在一起。该法不会引起钼再结晶而降低其延展性。Ti—Zr—Mo合金镀铑后,接着进行真空热处理,氧化物被汽化而使铑与合金扩散焊接起来。     

RFID芯片超声倒装封装技术研究

超声倒装是近年来芯片封装领域中快速发展的一种倒装技术,具有连接强度高、接触电阻低、可靠性高、低温下短时完成和成本低的优势,特别适合较少凸点的RFID芯片封装。在镀Ni/Au铜基板上进行了RFID芯片超声倒装焊接实验,金凸点与镀Ni/Au铜基板之间实现了冶金结合,获得了良好的力学与电气性能,满足射频要求。     

用于半导体激光器热沉的金刚石膜/Ti/Ni/Au金属化体系的研究

提出了一种用于半导体激光器热沉的金刚石膜/ Ti/ Ni/ Au金属化体系.采用金属化前期预处理、电子束蒸镀技术和后续低温真空热处理,金属层和金刚石膜之间获得了良好的结合强度.AES分析表明Ti/ Ni/ Au金刚石膜金属化体系中,Ni层起到了良好的阻挡效果;XRD显示预处理过的金刚石膜,镀膜后经过6 73K,2 h低温真空热处理,Ti/金刚石膜界面形成Ti O和Ti C;RBS分析进一步证实该金属化体系在6 73K,1h真空加热条件下具有良好的热稳定性.采用完全相同的半导体激光器结构,金刚石膜热沉的热阻仅为氮化铝热沉的4 0 % .     

改善焊料焊接强度的焊剂——阻挡层焊剂

概述了改善的焊剂——阻挡层焊剂,可以抑制Ni的过度扩散,改善焊料与化学镀Ni/闪镀Au镀层的焊接强度。     

无氧铜扩散焊接

国内外对无氧铜的扩散焊接普遍存在接合面形成氧化夹杂和界面的晶界不转移等问题。本文采用氢气保护扩散焊对无氧铜多层精密接头进行了研究,并对上述一些问题进行了探讨,取得一定的成效。     

用于半导体激光器热沉的金刚石膜/Ti/Ni/Au金属化体系的研究

提出了一种用于半导体激光器热沉的金刚石膜/Ti/Ni/Au金属化体系.采用金属化前期预处理、电子束蒸镀技术和后续低温真空热处理,金属层和金刚石膜之间获得了良好的结合强度.AES分析表明Ti/Ni/Au金刚石膜金属化体系中,Ni层起到了良好的阻挡效果; XRD显示预处理过的金刚石膜,镀膜后经过673K,2h低温真空热处理,Ti/金刚石膜界面形成TiO和TiC;RBS分析进一步证实该金属化体系在673K,1h真空加热条件下具有良好的热稳定性.采用完全相同的半导体激光器结构,金刚石膜热沉的热阻仅为氮化铝热沉的40%.     

表面组装板的其他焊接方法

（3）烙铁头使用寿命缩短 烙铁头一般采用导热性好的铜或铜合金，为防止焊接中的高温氧化及被焊料的侵蚀，烙铁头部都施于镀Fe或Ni，但焊接中会因为侵蚀速度不同，烙铁头会同样受到损伤。     

K418合金激光熔覆Ni-Cr-Ti-Al涂层的组织研究

采用机械球磨法获得混合均匀的Ni-Cr-Ti-Al熔覆材料;并利用CO2激光器在K418镍基高温合金表面制备了不同化学成分的Ni-Cr-Ti-Al涂层;采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射仪(XRD)等手段探讨了不同成分涂层与基体合金的结合情况。分析比较了Ni,Ti和Al含量对熔覆涂层的组织特征的影响。结果表明,在熔覆过程中,Ti,Al合金元素与Ni相互作用将形成Ni2TiAl,Ni3(Al,Ti),Ni3Ti和NiAl金属间化合物相;Ni-Cr-Ti-Al熔覆涂层以Ni3(Al,Ti)相形成的枝晶组织为主,Ni2TiAl,Ni3Ti及NiAl相分布在Ni3(Al,Ti)枝晶间;其中,Ni66.11Cr7.35Ti14.39Al12.15熔覆涂层形成了TiAl合金与K418合金之间成分和性能的良好过渡,为实现TiAl合金/K418合金异种合金间的扩散连接提供了良好的组织基础。     

真空电子器件用Ga基堵漏钎料的研究

研制成功三种无氧铜真空电子器件堵漏钎料。应用扫描电镜、能谱分析仪、微观硬度仪,研究了三种钎料形成的扩散接头界面连接情况,进行了不同扩散温度下的对比试验。结果表明：三种钎料都能与无氧铜形成良好的相互扩散效果;在三种钎料中,Ga-15In钎料与无氧铜形成的相互扩散效果最好;在不同扩散温度下进行试验,Ga-15In钎料在650℃达到与无氧铜形成的相互扩散效果最佳。     

高补偿单晶硅NTCR镀Ni电极欧姆接触的研究

采用4.5Ω.cm的p型单晶硅,通过高温气相扩散法将锰掺入硅中,得到高补偿单晶硅。用化学沉积法,在高补偿单晶硅材料的表面镀金属镍膜,经500℃退火15 min,制成Ni电极。用SEM和XPS对电极进行分析,并测试材料的I-V特性曲线。结果表明:经退火后镍与硅形成硅镍化合物(Ni2Si),电极正反向电阻一致,性能稳定,形成欧姆接触。     

薄膜基板芯片共晶焊技术研究

共晶焊是微电子组装技术中的一种重要焊接工艺,在混合集成电路中得到了越来越多的应用。文中简要介绍了共晶焊接的原理,分析了影响薄膜基板与芯片共晶焊的各种因素,并且选用Ti/Ni/Au膜系和AuSn焊料,利用工装夹具在真空环境下通入氮、氢保护气体的方法进行薄膜基板芯片共晶焊技术的研究。     

薄膜基板芯片共晶焊技术研究

共晶焊是微电子组装技术中的一种重要焊接工艺,在混合集成电路中得到了越来越多的应用。文章简要介绍了共晶焊接的原理,分析了影响薄膜基板与芯片共晶焊的各种因素,并且选用Ti/Ni/Au膜系和AuSn焊料,利用工装夹具在真空环境下通入氮、氢保护气体的方法进行薄膜基板芯片共晶焊技术的研究。试验证明:焊接基板金属化Au层厚度1.5μm,焊接压力为2kPa,焊接温度330℃,时间30s可有效地使空洞面积控制在10%以下。并在150℃高温贮存以及-65℃~150℃温度循环后对共晶焊接样品的剪切强度和接触电阻进行了试验。在可靠性试验后,样品的剪切强度满足GJB548B-2005的要求,接触电阻变化率小于5%。     

化学镀Ni-P镀层状态对引线键合的影响(2)

(接上期)3.3化学镀Ni-P析出状态时对Ni局部腐蚀的影响析出状态为层状和柱状析出的化学镀Ni-P镀层之间确认了镀Au层表面上扩散的Ni浓度的差异。这是由于与还原镀Au置换镀Au时进行的Ni局部腐蚀现象有关,观察了还原镀Au层/置换镀Au层/Ni-P镀层的截面和剥离镀Au层以后的Ni镀层状态。如     

AlN陶瓷表面钛金属化反应机理及微观结构

通过X射线衍射分析和扫描电镜观察研究了利用融盐热歧化反应法在氮化铝陶瓷表面生成的钛金属化复合膜的组成、金属化膜与氮化铝陶瓷基体之间的界面反应及界面层的显微结构。研究发现,钛金属化膜非常均匀致密,膜层与氮化铝陶瓷基体结合紧密,形成了一扩散层,钛与铝组元浓度在该扩散层中呈梯度分布,沉积到AlN陶瓷表面的钛金属与AlN发生反应主要生成TiN0.3、TiAl3和Ti9Al23。     

控制镀Ni层厚度,提高微波管制管水平

电真空器件中常用的不锈钢、纯铁、可伐等材料在氢气炉中焊接,需电镀一层Ni作为保护层,不同材料焊接温度不同,所需最佳镀Ni层的厚度也不同,找出最佳镀Ni层厚度,经常监测与检测,可提高焊接质量及制管成品率.     

基于Ni中间层的铝合金与高强钢激光诱导TIG复合焊接

提出了加入Ni中间层的6061铝合金与DP980高强钢搭接接头激光诱导电弧复合连接技术,采用该技术实现了6061铝合金与DP980高强钢的良好连接。分析了Ni中间层对搭接接头力学性能、微观组织的影响,并分析了Ni中间层在焊接过程中的作用。使用光学显微镜、扫描电镜、电子探针、X射线衍射仪等对典型焊接接头的显微组织、元素分布进行分析。结果表明:在铝合金与高强钢之间加入Ni中间层,能有效阻止Fe元素向铝合金基体中扩散,并改变了6061/DP980界面金属间化合物的种类及分布,金属间化合物的厚度明显减小,金属间化合物主要由FeAl_3和Fe_2Al_5组成,Ni元素也发生扩散,并主要以Al-Ni化合物及Fe(Ni)固溶体的形式存在于焊缝中。添加Ni中间层焊接接头的剪切拉伸载荷可达到173 N/mm,比未添加Ni中间层的接头提高了约35%。     

低温硼扩散工艺小结

我们对隔离、基区制备两道工序,以相同条件进行低温预扩散,通过调整再分布的条件,获得隔离的深结和基区的浅结.此工艺减少和简化了工序,操作方便很受欢迎.长期以来,我厂的隔离扩散,都是用套筒舟在高温1070℃下进行浓硼扩散,操作很不方便.当我们改用固体BN片源,在930℃的温度下进行隔离和基区预扩散,不但获得