热超声金丝键合工艺及其可靠性研究

采用单一变量法,研究了超声功率、超声时间和焊接压力对金丝球焊时金丝引线结合性能的影响,以及键合引线在不同测试温度和不同老化时间下的结合性能,并通过对键合界面的研究分析了影响界面可靠性的原因。研究结果表明,相比于超声功率和超声时间,焊接压力对金丝引线结合性能的影响最大,随着焊接压力的增大,金丝球焊第一焊点的剪切断裂载荷以及金丝引线的拉伸断裂载荷均增加;随着测试时基板加热温度的升高,金丝球焊第一焊点的剪切断裂载荷以及金丝引线的拉伸断裂载荷均逐渐降低。150℃老化试验结果表明,随着老化时间延长,金丝球焊第一焊点的剪切断裂载荷以及金丝引线的拉伸断裂载荷均呈现先增大后减小的规律。     

磁场诱导下纳米镍纤维的制备及静磁性能

以乙二醇为溶剂,采用液相还原法成功制备了纤维状磁性金属镍。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱仪、透射电子显微镜与振动样品磁强计对样品进行了表征和分析,研究外加均匀磁场对磁性镍粉的形貌和性能的影响。结果表明,未加磁场时,反应产物为链状镍纤维,当外加均匀磁场为0.3T时,反应产物变成线状镍纤维。二者得到的产物均为面心立方金属镍。链状镍纤维的比饱和磁化强度和矫顽力分别为47A·m2/kg及15.52kA/m,而线状镍纤维随着反应物浓度的变化,比饱和磁化强度分别为49A·m2/kg、42A·m2/kg、42A·m2/kg,矫顽力分别为14.96kA/m、18.94kA/m及20.22kA/m。分析认为这种差异可能是镍纤维的粒径差异以及形状各向异性等所导致。     

十六烷基三甲基溴化铵对液相还原法制备钴颗粒形貌与磁性能的影响

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,通过液相还原法成功制备磁性穗状钴颗粒。采用电子扫描显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)与振动样品磁强计(VSM)对制备的钴颗粒进行表征。结果表明:添加CTAB时得到的穗状钴颗粒为片层结构,晶体结构以密排六方为主;而未添加CTAB时得到的是以面心立方为主的菜花状钴颗粒。片层结构穗状钴颗粒的比饱和磁化强度与矫顽力分别为116.17A·m2·kg-1与20.3kA·m-1,而菜花状钴颗粒的比饱和磁化强度及矫顽力分别为158.24A·m2·kg-1与9.174kA·m-1,分析认为这种差异可能是由钴颗粒粒径、磁晶各向异性、形状各向异性以及内部缺陷所导致。     

沉淀氧化法制备Fe3O4磁性粒子的研究

在以沉淀氧化法制备不同粒径大小、高比饱和磁化强度的Fe3O4磁性粒子过程中,用NaNO3,NaClO3和KMnO4代替传统的空气作氧化剂氧化Fe（OH）2.本文研究了各种工艺因素对所得Fe3O4磁性粒子的粒径和比饱和磁化强度的影响,结果表明：氧化剂氧化能力和反应液pH值是影响Fe3O4磁性粒子粒径的主要因素.与采用空气氧化制备Fe3O4磁性粒子不同,采用NaNO3和NaClO3为氧化剂制备的Fe3O4磁性粒子形态不受pH值变化的影响,均为球形,且在粒径大小相近的情况下,比饱和磁化强度明显高于以空气氧化所制备的Fe3O4磁性粒子.     

两种新型磁流体密封水结构的试验研究

为满足实际应用中对磁流体密封装置轴向尺寸的限制要求,设计了2种新型的磁流体密封结构,即轴向-端面组合结构和轴向内增密封齿结构。对2种密封结构的磁路进行了有限元分析,并通过密封水试验研究了影响轴向-端面组合结构和轴向内增密封齿结构的密封承压能力的一些因素及其影响规律。研究结果表明这2种新型的磁流体密封结构可以明显提高单位体积磁流体密封装置的承压能力;与传统轴向密封结构相比,轴向-端面组合密封结构对离心力更为敏感;随着转速的增加,其承压能力比传统轴向密封结构的承压能力下降更快。     

添加油酸修饰的纳米Fe3 O4粒子润滑油的摩擦学性能研究

利用化学共沉淀法制备了平均粒径为10nm、油酸表面修饰的Fe3O4粒子，并对其作为润滑油添加剂的摩擦学性能进行了研究。试验结果表明，添加油酸修饰的纳米Fe3O4粒子的润滑油表现出了较好的抗磨减摩性能，但是，纳米粒子的添加量有一最佳值。与基础油相比，添加纳米Fe3O4粒子润滑油的摩擦因数最大降低了26％，磨损量降低了28％。在摩擦磨损过程中，添加纳米Fe3O4粒子润滑油的摩擦力矩的变化表现出了时间效应。添加纳米Fe3O4粒子润滑油摩擦磨损后的磨痕表面比基础油摩擦磨损后的磨痕表面光滑，可以推测，纳米Fe3O4粒子对摩擦表面的抛光作用提高了润滑油的摩擦学性能。     

热挤压成形用纳米Fe_3O_4粒子改性润滑油润滑性能研究

采用化学共沉淀法制备了表面经油酸修饰的纳米Fe3O4粒子,在透射电镜下研究了纳米粒子的粒径大小、形貌及其分散性,在MRS-10D四球摩擦试验机上测试了添加纳米Fe3O4粒子润滑油的承载能力,在CSS-2220型电子万能试验机上,研究了添加纳米Fe3O4粒子的润滑油在LY12热挤压成形过程中的润滑性能,并与传统的添加微米级石墨润滑油的润滑性能和润滑效果进行了对比。试验结果表明:所制备的纳米Fe3O4粒子呈球形、平均粒径为10nm,在润滑油中具有很好的分散性,用其作润滑油添加剂时,可以明显改善润滑油的承载能力;与微米级石墨粉作热挤压润滑油添加剂的润滑性能相比,添加纳米Fe3O4粒子的润滑油可使挤压时的挤压力明显降低,在所添加的体积浓度相同时,最大可使挤压力降低32%,同时避免了被挤压件表面残碳现象的发生,提高了被挤压件的表面质量。     

微米 Ｃｏ 粒子对磁流体密封水性能的影响

为提高耐蚀水泵磁流体旋转密封的承压值,在Fe3O4油基磁流体中添加适量强磁性Co微米粒子,并研究磁流体中Co粒子体积分数对磁流体密封水性能和磁流体密封装置温升的影响。研究结果表明,随着磁流体中Co粒子体积分数增加,因Co粒子在密封间隙内密封极齿表面聚积形成的“柔性磁极”,导致密封间隙减小,磁流体密封承压值明显增大;随着磁流体中Co粒子体积分数的增加,磁流体密封的功耗将增大,磁流体密封装置的温度升高;磁流体密封装置的温升缘于密封间隙内Co粒子之间和Co粒子与旋转轴之间内摩擦所产生的摩擦热。     

溅射功率和气压对直流磁控溅射制备钨薄膜的影响

钨薄膜具有高熔点、高导电性、优异的耐化学腐蚀性和强抗辐照性等特性,广泛的应用于微电子、核能工程等领域。由于薄膜的结构和性能对沉积参数具有很强的依赖性,因此控制沉积过程的工艺参数对获得优异性能的钨薄膜至关重要。采用DC磁控溅射技术在硅衬底上制备钨薄膜,探究了溅射功率和气压对钨薄膜沉积速率、电阻率和相结构的影响。采用原子力显微镜、XRD、轮廓仪、四探针电阻测量表征了薄膜的微观结构和电学性能。结果表明,薄膜的沉积速率受溅射功率和气压共同影响,随功率的增加呈线性增加,随溅射气压的增加先达到峰值,然后下降。薄膜的电阻率和表面粗糙度的大小依赖于溅射气压,且随溅射气压的增加而增加,薄膜电阻率的增加可能是由于表面粗糙度的增加导致的。在恒定的溅射功率下,β-W的形成主要取决于溅射气压,几乎所有β-W相都在高溅射气压下形成,然而,当溅射功率足够大,在较高的气压下也会观察到部分α-W相的形成。钨薄膜中特定相结构(α-W/β-W)的形成,不仅取决于沉积气压,还与溅射功率相关,归根可能与入射到基片的原子能量相关。     

Effect of pad geometry on current density and temperature distributions in solder bump joints

Three-dimensional thermo-electrical finite element analyses were conducted to simulate the current density and temperature distributions in solder bump joints with different pad geometries.The effects of pad thickness,diameter and shape on current density and temperate distributions were investigated respectively.It was found that pads with larger thickness or/and diameter could reduce current density and temperature in solder bump significantly.Pad shapes affected the current density and temperature distributions in solder bumps.The relatively low current density and temperature didn＇t occur in the bump joint with traditional rounded pad but occurred in bump joints with octagonal and nonagonal pads respectively.Therefore,optimized pad geometry may be designed to alleviate the current crowding effect and reduce the bump temperature,and therefore delay electromigration failure and increase the mean-time-to-failure.