激光诱导微纳连接技术研究进展

随着航空、电子以及能源技术的发展,以低维度纳米材料为功能单元的复杂电子设备和系统趋向于柔性化和微型化,这一过程依赖于纳米材料间的高质量连接.微纳材料自身的尺寸及结构限制使得传统的热退火、机压成型、化学处理和电子束辐照等方法难以在构筑有效连接的同时避免非连接区域的损伤,而激光加工则由于其聚焦光斑尺寸小,单色性好和便于精确...     

微/纳尺度Cu-Sn界面冶金行为研究进展

随着电子芯片封装尺度高度集成化和功能化,对芯片互连结构的性能需求越来越高.而三维封装互连结构是实现多芯片间系统集成的关键技术之一,微/纳尺度Cu-Sn互连结构是实现三维封装互连的重要方向.重点阐述了电子封装中Cu-Sn互连结构值得关注的几种界面动力学行为,分别为固-液界面Cu6Sn5的生长;Cu-Sn界面层状IMCs固...     

微纳定位/进给技术研究现状综述

微纳定位／进给技术是徽纳科学技术、徽电子工程、航空航天等领域的关键基础技术。它同时也是徽纳科学技术走向产业化的前提。就当前的几种典型的徽纳电位／进给技术做一个总结,分析了各种定位／进给机构的定位／进给原理和具体结构,指出了存在的问题和可能的解决方法。     

纳米颗粒材料作中间层的烧结连接及其封装应用研究进展

随着第三代功率半导体器件的发展,以SiC为代表的宽禁带半导体芯片在大功率电力电子器件中扮演了越来越重要的角色.然而与传统Si芯片匹配的封装材料难以满足其高温服役的要求,成为功率电子器件应用的短板.纳米颗粒材料作中间层用于电子封装能够实现低温连接、高温服役,是目前封装材料的研究热点.本文综述了当前纳米颗粒材料作中间层的存...     

纳结构的连续激光复合微纳探针刻划加工

为了加工形貌稳定且尺寸尽可能小的纳结构,建立了一套连续激光复合微纳探针的加工系统,并研究了光纤探针导光的连续激光辐照微纳探针的近场增强效应以及该系统的加工性能。首先,根据表面等离子体激元理论仿真分析了激光辐照原子力显微镜(AFM)探针的近场增强因子,并研究了微纳探针的针尖温度场和针尖热膨胀。接着,搭建了基于光纤探针导光的连续激光复合微纳探针的纳结构加工系统。最后,对聚乙烯片状材料样品进行了纳结构加工。结果显示:加工得到的纳米点尺度为200nm左右;纳米线的尺度为30~40nm。结果表明:光纤探针导光连续激光复合微纳探针系统避免了复杂的空间光路结构,是一种成本低廉,结构简单的系统,能够实现纳结构的加工。     

丙酮对碳纳米管薄膜微纳光纤传输光的能量分布影响

基于薄膜微纳光纤中传播光能量分布的理论,在实验研究基础上,进一步用模场分析仪观察微纳光纤在表面镀有碳纳米管薄膜包层后,与丙酮气体接触时,其传输光的能量分布规律和倏逝场的变化。实验可知,在一定浓度的丙酮环境下,没有碳纳米管薄膜包层时,微纳光纤中传输光能量呈对称分布,当有碳纳米管薄膜包层时,其能量分布不再对称,并且能量分布的直径宽度增加。     

纳米连接过程的分子动力学模拟研究进展

纳米材料因其特有的结构和性能而得到广泛的应用,纳米连接技术也随之发展起来。在纳米加工领域,虽然有很多先进的显微分析手段,但由于实时观察技术的限制,材料的很多现象和行为很难通过实验进行观测和分析,而分子动力学适用于几纳米到几十纳米的三维空间尺度和纳秒以下的时间尺度,同纳米加工领域很多过程的时间尺度和空间尺度保持一致,因此,利用分子动力学模拟纳米材料性能和连接过程原子的动力学行为是可行的。综述了纳米材料（包括纳米多层膜、纳米线、碳纳米管、纳米颗粒）在纳米连接过程以及连接大尺寸材料过程中的分子动力学模拟研究进展,模拟结果与实验结果基本吻合。结合最新研究进展,讨论了分子动力学模拟在纳米连接应用中的存在问题、解决办法和发展趋势。     

中国微纳制造研究进展

介绍了中国微纳制造领域的总体概况。从微构件力学性能、微纳摩擦磨损及粘附行为研究、典型微流体器件输运特性研究、拓扑优化技术在微纳结构设计中的应用研究、微传热学的研究和微测试方法和装置的研究具体介绍了微纳制造基础理论方面取得的进展。从设计方法、硅基微机电系统(Micro electro mechanical system,MEMS)制造工艺、非硅MEMS制造工艺等方面介绍了微系统设计与加工工艺研究进展。从物理量微传感器、微执行器件与系统、微纳生化传感与分析和微能源等方面介绍了微纳器件与微纳系统的研究进展,最后对中国微纳制造发展进行了总结和展望。     

基于电纺直写的图案化微纳结构喷印技术

研究了利用电纺直写技术进行图案化微纳结构可控喷印沉积的方法,该方法利用喷头与收集板之间的稳定直线射流来实现有序纳米纤维的直写制造。分析了电纺直写射流在静止收集板和移动收集板上的沉积行为;探究了工艺参数对电纺直写微纳结构定位误差的影响规律。实验显示:在内部应力和电荷排斥力的作用下,射流会产生弯曲螺旋从而引导纳米纤维在静止收集板上逐层叠加形成三维微结构;提高收集板运动速度可克服射流螺旋鞭动,获得无螺旋结构的直线纳米纤维。根据设计图形分别电纺直写了方波、多圈矩形纳米纤维图案,分析了直写图案尺寸与设计图案尺寸间的误差。结果显示:电纺直写纤维图案定位误差随着收集板运动速度、喷头至收集板距离、施加电压、收集板运动距离的升高而增加;优化实验条件和试验参数,电纺直写微纳结构定位误差可优于10μm。实验验证了微纳结构图案的精确喷印沉积有助于提高电纺直写技术的控制水平。     

空心微纳米结构的制备及应用研究进展

空心微纳米结构材料由于其独特而优异的性质,越来越引起人们的广泛关注,成为材料领域研究的一个热点。本文综述了近年来空心微纳米结构的制备方法,如模板法、水热法、喷雾干燥法、高温溶解法及超声波法等,并介绍了空心微纳米结构的表征手段,如电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱及红外光谱等,同时综述了空心微纳米材料在不同领域的应用进展。     

微纳米三坐标测量机测头的研究进展

根据微纳米三维测量的发展和研究现状,首先归纳了三维微纳米测头的技术要求并进行分类,然后对国内外微纳米CMM测头的研究进展进行了介绍和比较,指出了各种类型测头需要解决的问题。针对这些测头的局限性,探讨了正在研究的新型三维谐振触发方法和触发测头。最后对微纳米三坐标测头的研究与开发趋势进行了总结和展望。     

微纳卫星联动式连接分离装置设计与分析

针对微纳卫星连接分离的需求,提出一种基于形状记忆合金管解锁的低冲击、轻质量、联动式连接分离装置,并对弹射-导向组件、增力-预紧组件和触发-解锁组件的设计方法进行研究,通过理论分析和仿真确定连接分离装置中圆柱弹簧、扭簧、切槽螺栓主要参数。建立触发-解锁尺寸与增力-预紧组件安装位置的函数关系,计算安装位置的的取值范围。建立安装点位置优化数学模型,采用基于Tensor Flow的深度学习框架,得到安装点位置与基频之间的关系,在此基础上对锁定点位置进行优化,得到最佳锁定点布局。通过样机试验对装置中圆柱弹簧的参数、扭簧的参数、弹射-导向组件的设计的正确性进行验证,此外对样机的解锁冲击和解锁时间进行测量。     

微纳结构飞切加工与表面结构色调控

当微纳结构尺度与可见光波长尺度接近时,在白光照射下将产生特定的结构色,颜色鲜艳亮丽.结构色的色彩特性由微纳结构形状特征和周期尺度决定,其颜色鲜艳程度和亮度由微纳结构形状精度和表面质量决定.提出了一种微纳结构轴向进给飞切加工方法,通过在磷化镍(Ni-P)材料表面高效率高精度加工出微纳米尺度的梭形沟槽,其单元特征尺寸为...     

基于纳米连接的纳米线焊接技术进展

基于纳米连接的纳米焊接技术是进行纳米制造的关键技术,各国科技工作者对此进行了不懈的探索。综述了基于纳米连接的纳米焊接技术的最新进展,包括基于热输入的熔化焊接和无热输入的冷焊接,介绍了通电热输入和以光作为热源的热输入以及纳米接触的自发焊接,焊接对象包括金、银等金属纳米线,以及碳纳米管等非金属纳米线。     

用铁粉坯连接碳化硅陶瓷界面的微观结构

以铁粉压坯作为连接材料,采用高温钎焊连接工艺连接反应烧结SiC陶瓷.连接温度1 250℃,保温时间3 min,降温速率5℃/min,压坯厚度0.6 mm.对其界面微观结构进行了分析;并进行了三点弯曲试验.结果表明:连接界面形成了2个反应层,相应的界面微观结构为SiC/反应层1/反应层2/反应层1/SiC;各界面之间相互交错,形成紧密连接;界面含有Fe3Si、FeSi和SiC等相;试样断裂位置大部位于母材内,只有小部分断裂于反应层中,断口为混合断口.     

电驱动微纳米模塑技术的成形机理及工艺参数影响研究

电驱动微纳米模塑技术较之常规压印光刻技术具有其独特的优势,其利用电场产生的Maxwell压强替代外部机械压力,实现对聚合物薄膜流变的有效驱动,可以避免压印光刻技术中机械压力引发的结构变形等问题,实现微纳米结构的保真复形。针对电驱动微纳米模塑技术中电场施加方式以及模具几何约束的差异,提出非接触式与接触式两种电驱动模塑成形方法,并采用理论分析、数值仿真以及试验等手段探究电场作用下聚合物的流变成形机理,分析电压、空气间隙和膜厚等工艺参数对复形模塑结构的影响,探讨非接触式与接触式两种电驱动微纳米结构成形方法的异同。研究结果表明,两种电驱动模塑技术都能有效避免常规压印光刻技术的不足之处,在无机械压力条件下实现微纳米结构的模板图案完整复型,但接触式电驱动微纳米模塑方式在图形复制精确性、成形效率和工艺可控性等方面更具优势,是一种具有广阔应用潜力的纳米结构图形化方法。     

Al_2O_3/TiC/Mo/Ni微纳陶瓷复合材料的微观结构与性能

采用真空热压烧结技术制备了纳米TiC体积分数为3%~5%的Al2O3/TiC/Mo/Ni微纳陶瓷复合材料,并对其力学性能、相对密度、微观结构和三点弯曲断口形貌进行了研究。结果表明:微纳陶瓷复合材料中存在非典型的灰芯/白环结构;复合材料的断裂方式为穿晶断裂和沿晶断裂的混合形式;添加的纳米粒子分布于Al2O3基体晶粒的内部与晶界,形成了晶内/晶界型结构,细化了晶粒,强化了晶界,提高了复合材料的强度和相对密度,其抗弯强度、断裂韧度、硬度和相对密度分别为970MPa,5.5MPa·m1/2,20.4GPa和99.5%。     

微纳机械的设计理论及制造工艺综述

综述了微纳结构特征的制造工艺进展及趋势.介绍了微纳机械的基础理论研究现状和发展趋势.     

新型微纳结构硅宽谱高效吸收效率的 量化分析研究

飞秒激光制备的微纳结构硅材料由于其在可见光和近红外波段都有很高的吸收而在硅基光电、光电探测器以及超疏水设备等方面都具有重要应用。然而,其高宽谱高效吸收特性的机理从没有被准确量化,这在很大程度上限制了这类材料的进一步发展与应用。通过实验,量化了飞秒激光制备的微纳结构硅的不同吸收影响因素,包括硅衬底的掺杂以及在激光制备过程中使用掺杂剂在材料中引入的杂质,激光制备过程中形成的增强光吸收的无序的表面微纳结构等因素。通过这些分析,确定了硅衬底的掺杂比激光制备过程中引入的硫杂质的掺杂对于红外波段的吸收有更大的贡献,此外,该种以硅衬底的掺杂为主要红外吸收介质的材料具有耐退火性。这些结果对设计和制造高效率的光电器件有着重要影响。     

微纳制造技术文献计量分析

对微纳制造技术领域2000-2010年时间段的SCI和EI文献计量分析,结果显示,近年来该领域的研究呈现出增长趋势,美国在微纳制造领域的研究处于绝对领先的地位.SCI文献分析表明,纳米尺度的制造技术、微米尺度的制造技术、微机电系统、微流体、微加工等是近年来研究的热点领域;EI分析则显示,光刻技术、微加工、微机电器件、纳米结构材料、扫描电子显微镜等是研究的热点.