电子封装用陶瓷基片材料的研究进展

简要介绍了电子封装发展情况及其对基片材料的性能要求,分析了陶瓷基片作为封装材料性能上的优点,概述了几种常用陶瓷基片材料的优缺点及其应用:Al2O3作为传统的陶瓷基片材料,优点是成熟的工艺和低廉的价格,但热导率不高;BeO、BN、SiC等都具有高热导率,在某些封装场合是合适的选择;AIN综合性能最好,是最有希望的电子封装陶瓷基片材料.介绍了多层陶瓷基片材料的共烧技术和流延成型技术,并指出LTCC技术和水基流延将是未来发展的重点.     

新型基片材料——C/SiC复合材料

阐述了目前常用的3大类基片材料,即塑料基、金属基和陶瓷基材料,比较了3类材料的性能,得出了陶瓷基材料是综合性能较好的基片材料的结论,并比较了目前陶瓷基片材料中的Al2O3、AlN、BeO、SiC的性能,认为SiC作为基片材料具有良好的发展前景;针对单相SiC陶瓷固有脆性导致难以大尺寸成型的问题,提出了使用C/SiC复合材料制备基片材料的可能性,并综述了C/SiC复合材料的制备工艺,比较了3种工艺(PIP、CVI、LSI)所制备的材料的性能,认为液相渗硅(LSI)C/SiC复合材料制备大尺寸封装基片材料是未来最具前景的发展方向。     

电子封装用陶瓷基片材料的研究现状

陶瓷材料具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点,是电子封装基片的重要材料。本文介绍了Al_2O_3、AlN、Si_3N_4、SiC、BeO、BN等几种常用的陶瓷基片材料并分析了它们的性能特点,最后还介绍了电子封装陶瓷基片的成型工艺。     

SiC陶瓷基片的烧结工艺与SiC_p/Al复合材料的制备方法

概述了电子封装基片材料的基本性能要求;讨论了SiC陶瓷基片常用的4种烧结工艺,即常压烧结、热压烧结、反应烧结和放电等离子烧结;介绍了SiCp/Al复合材料的制备方法,即搅拌铸造法、无压渗透法、喷射沉积法、粉末冶金法;据此进一步提出了SiC陶瓷基片材料的发展方向。     

氧化铝陶瓷基片水基凝胶法低成本制备技术

氧化铝陶瓷基片是电子信息产业广泛应用的基础材料,目前国内90％以上靠进口解决。其生产的关键技术是高质量坯片的成形,国内外工业生产均采用有机料浆流延法制备,普遍存在设备投资大、原材料成本高、环境污染大的问题。“95”期间在“863”资助下,我们在国内外首创了水基料浆注凝法制备氧化铝陶瓷基片新技术,突破了材料组分设计与料浆配制工艺,多层组合模具设计及合模脱模方法,氧化-还原法引发料浆凝胶化技术,坯片无(少)变形脱水干燥技术,高效低温烧结致密化工艺,基片整平热处理工艺,基片表面质量和尺寸精度控制措施,回坯废料处理和再利用等关键技术,并实现了全部原料国产化。其技术     

国外压电陶瓷声马达的发展近况

压电陶瓷声马达是一种利用压电陶瓷基片基片或薄膜,电致伸缩材料等功能部件实现驱动的新型驱动器,它不同于传统的电磁马达和静电马达,国外已经在精密仪器,航天航空,自动控制,办公自动化,微型机械系统,微装配,精密定位等领域得到了实际应用,总结了国际上压电陶瓷声马达的最新研究内容及成果,并提出了进一步开发研究的几点建议,这对我国压电声马达的研究以及相应产品的开发将起到积极的促进使用。     

电子封装基片材料研究进展

阐述了电子封装领域对基片材料的基本要求,分析了电子封装用陶瓷,环氧玻璃,金钢石,金属及金属基合材料的性能特点,论述了电子封装基本的研究现状,并指出了发展方向。     

氧气-乙炔火焰法在Al2O3陶瓷上沉积金刚石薄膜

用氧气－乙炔火焰法在氧化铝陶瓷片上沉积出了金刚石薄膜，并观察了薄膜的形貌结构及其在基片上的分布规律。对基片进行了适当的预处理，可以提高金刚石薄膜在基片上的成核密度。认为氧化铝陶瓷片与沉积金刚石薄膜之间易形成过渡层，初步探讨了在氧化铝陶瓷片上沉积金刚石薄膜的机理。     

金属渗透梯度层陶瓷基片在LED散热中的应用

在LED散热领域,铝基板居很大市场份额.介绍了金属渗透梯度层陶瓷基片,这种陶瓷基片由陶瓷与金属材料相互扩散形成的,导热性、绝缘性、抗剥离强度及抗震动性好,可解决大功率LED的散热问题.这种基板已用于制作大功率LED灯,并取得了明显的社会经济效益.     

一种低温共烧AlN陶瓷基片的排胶技术

介绍一种由高热导率AlN陶瓷和金属W共烧制备低温AlN陶瓷基片的排胶技术．研究了排胶过程中残余碳对AlN陶瓷基片相组成、烧结特性和微观结构的影响．结果表明：两步排胶法可以较好地解决W氧化及AlN陶瓷颗粒表面吸附残余碳的问题．     

倾斜薄壁增材过程中基板的热应力数值模拟

利用电弧增材制造技术加工倾斜薄壁时,循环热力效应下,熔覆层与基板结合处应力较为集中,易导致基板变形翘曲,严重影响零部件的成形。为了明确增材倾斜薄壁不同层间偏移量和不同基板厚度下基板的热应力演化,本文采用不锈钢焊丝在Q235基板上进行沉积试验,利用COMSOL建立有限元模型,分析基板横向温度梯度和等效应力的变化。结果表明,基板的横向温度梯度在熔覆层边缘达到最大值,在距离熔覆层中心超过5 mm后趋于最小值;随着层间偏移量的增大,基板的横向温度梯度最大值逐渐减小,但基板上的等效应力逐渐增大;随着基板厚度的增加,基板的横向温度梯度最大值逐渐减小,同一测量点的横向温度梯度和等效应力也随之减小。因此,在倾斜薄壁增材中,不同的层间偏移量主要影响基板上横向温度梯度的分布和熔覆层与基板结合处的等效应力,更大厚度的基板能够有效减小基板上的横向温度梯度,从而减小变形,这对于增材初期倾斜薄壁结构中基板的变形控制具有一定的参考意义。     

基板强度对汽车用合金化热镀锌板摩擦因数的影响

采用平板滑动摩擦实验研究不同接触压力下合金化热镀锌钢板的摩擦因数。结果表明:在相同的变形条件下,低强度基板加工硬化较强烈;在相同接触压力下,镀锌板基板强度越高,摩擦因数越低;随着接触压力增大,低强度镀锌板摩擦因数由0.154降为0.136,高强度镀锌板摩擦因数由0.140降至0.135;随着接触压力的进一步增加,摩擦因数降低的趋势变缓。基于黏着理论深入分析了基板强度影响摩擦因数的原因,得出如下结论:摩擦因数主要由α值(总的实际接触面积中模具和镀层直接接触部分百分比)和基板表面显微硬度决定;基板强度是决定基板表面显微硬度和α值的主要因素;随着接触压力增大,不同的加工硬化率会使不同强度基板的表面显微硬度逐渐接近,致使α差异减小,最终使基板强度对镀锌板摩擦因数影响减弱。     

强立方织构Ni-40%Cu-3%W及复合基带的制备

本工作采用轧制辅助双轴织构技术(RABiTS)制备了无铁磁性的Ni-40%Cu-3%W合金及Ni-40%Cu-3%W/Ni9W/Ni-40%Cu-3%W复合基带。采用X射线衍射技术(XRD)及背散射电子衍射技术(EBSD)对Ni-40%Cu-3%W合金基带再结晶热处理后的织构进行了表征,结果表明,对Ni-40%Cu-3%W合金基带进行再结晶退火后(1 050 ℃保温60 min),合金基带表面形成了锐利的立方织构。此外,采用粉末冶金技术制备出了Ni-40%Cu-3%W/Ni9W/Ni-40%Cu-3%W合金复合坯锭,并采用RABiTS技术制备出了无铁磁性的复合基带,其室温下的屈服强度为255 MPa,明显高于商业化生产的Ni5W合金基带的屈服强度,弥补了Ni5W合金基带在磁性能和力学性能上的不足。     

轻合金自冲铆微动磨损及疲劳性能研究

选择4组轻合金自冲铆进行疲劳实验,用扫描电子显微镜和能谱仪对其断口进行微动磨损机理分析,并系统地研究了接头疲劳寿命和失效形式的影响因素。结果表明,下板与钉腿区的微动磨损是导致下板沿纽扣断裂和铆钉断裂的主要原因,两板间的微动磨损是导致上板靠钉头断裂的主要原因;微动磨屑主要成分为金属板材氧化物,并对微动磨损起缓冲作用。增加板厚可提高接头疲劳寿命,且疲劳载荷较大时寿命提高更为显著;增加板强可提高接头疲劳寿命,且寿命提高程度受疲劳载荷影响较小。增加板厚使失效形式从上板断裂变为下板断裂,增加板强使失效形式从板材断裂变为铆钉断裂。     

氧化铝陶瓷基片的胶冻成型技术研究

以凝胶注模成型技术为基础,对胶冻成型技术进行了研究.研究发现坯体在保持一定湿度的条件下状似果冻和橡胶,可以很方便地进行随意加工,简化了工艺过程.对坯体烧成温度的确定、基片的体积密度与固相含量的关系、坯体和基片的显微结构分析、基片性能等方面进行了测试研究.     

基底温度对直流磁控溅射制备氮化铜薄膜的影响研究

采用反应直流磁控溅射镀膜法,在氮气分压为0.9Pa、不同基底温度下、玻璃基底上制备了纳米多晶Cu3N薄膜,并研究了基底温度对薄膜结构和性能的影响。结果表明,当基底温度为100℃及以下时,薄膜以[111]方向择优生长为主;在150℃及200℃时,薄膜以[100]方向择优生长为主;250℃时开始出现Cu的[111]方向生长,300℃时已完全不能形成Cu3N晶体,只有明显的Cu晶体。随基底温度的升高,薄膜的沉积速率在13～28nm/min呈U型变化,低温和高温时较高,150℃时最低;薄膜的电阻率显著降低;薄膜的显微硬度先升后降,100℃时显微硬度最大。     

An Improvement on Adhesion of Sputtered TiC Coating to Steel Substrate

Introducing N_2 during sputtering andpre-oxidation of substrate were investigatedto improve the adhesion of sputtered TiC coatingto steel substrate. The results show thatyeactive gas N_2 increases the adhesion of TiCcoating to steel because of a graded interfaceexisting between coating and substrate. Theinteraction of discharge plasma with the surfaceof substrate was discussed. Pre-oxidation ofsubstrate is effective for improving the adhesiondue to the fomation of FeTi0_3 which appearedas an inteylayer between coating and pre-oxidizedsubstrate.     

X-ray diffraction study of epitaxial zinc and cadmium films prepared by hot-wall technique

Hot-wall technique greatly improves the quality of zinc and cadmium films deposited on glass substrate. At substrate temperature the growth of such films is well ordered, showing highly preferred orientation along c-axis. However, if the substrate temperature is increased beyond certain limit, we get polycrystalline growth of the films. This shows that the growth of zinc and cadmium films on glass substrate strongly depends on the substrate temperature.     

Influence of the surface free energy of silane-coupled mica substrate on the fixing and straightening of DNA

Methyltrimethoxysilane (MTMS)-coupled mica substrate is reportedly suitable for fixing and straightening of DNA, but 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES)-coupled mica substrate has been found less suitable. On MTMS-coupled mica substrate, the straightness of fixed DNA was sufficient, and the adsorption of contaminants was not observed using fluorescence microscopy and atomic force microscopy. For the APTES-coupled mica substrate, however, aggregated or curved DNA and adsorption of contaminants were observed. To clarify the surface factors that are responsible for this suitability, we analyzed the surface free energies of these substrates using the extended Fowkes theory. In each of the surface free energy components, the dispersion force component in the MTMS-coupled mica substrate was lower than that in the APTES-coupled mica substrate. The ratio of the polar force component on the MTMS-coupled mica substrate was about one order of magnitude on the APTES-coupled mica substrate. In addition, the ratio of the hydrogen-bonding force component for the MTMS-coupled mica substrate was about two times larger than that of the APTES-coupled mica substrate. These results suggest that the polar force and hydrogen-bonding force components are important factors for the fixation and straightening of DNA and that the dispersion force components influence the production and adsorption of contaminants.     

热喷涂涂层和基体中残余应力预报与控制研究

分析研究了热喷涂涂层和基体中残余应力产生的原因并发展建立了相应的理论模型。依据该模型,不但可以计算骤冷过程和冷却过程在涂层/基体结构内引发的残余应力,而且首次分析了沉积过程中,基体/涂层因喷射冲击(即喷涂粒子高速撞击基体及形成的涂层表面)而产生的残余应力,以及因基体/涂层热膨胀系数不匹配产生的残余应力。理论计算结果与实验结果基本吻合。通过理论计算,可以预报涂层/基体中残余应力的大小,并根据需要控制涂层/基体中残余应力的分布。对即将进行的热喷涂工艺具有一定的指导意义。