针封封接技术的再探讨

为提高针封封接质量,在改进金属化膏剂、金属化烧结方式、涂膏方法、封接工艺等方面进行探讨.     

采用钼-锰法的氧化铝瓷与金属的封接

所谓“钼锰法”就是采用金属化、镀镍随后用焊料焊接以形成陶瓷金属密封封接的许多方法中的一种。用这种方法将高氧化铝(94%Al_2O_3)瓷圆片和可伐件封接在一起。测量了封接层的抗张强度并用光学显微镜和扫描电子显微镜以及电子探针微分析仪来检查和分析了封接层.其结果如下: (1)当陶瓷在1450℃保温60分钟的条件下金属化时,封接层的抗张强度最大。 (2)封接层是由许多层构成的,这些层按下列次序排列: 陶瓷-中间层-金属化层一镀镍层-硬焊料层一镀镍层-可伐。中间层是由Al_2O·MnO和MgO以及少量的SiO_2和CaO-起组成的。层中的主要结晶相是MnO·A_2O_3。中间层的厚度与其相邻的金属化层的厚度成比例。 (3)铝-锰金属化层中的气孔被玻璃相和镍填充,前者来自陶瓷,后者来自镀镍层。这些物质的渗入和相互扩散形成牢固的真空密封层.     

烧结镍工艺的应用研究

二次金属化工艺现多采用电镀镍工艺技术,镍层在金属化层中所起的作用：优化焊料对金属化层的润湿,保护金属化层免于焊料的侵蚀,增强焊接强度和真空气密性。本文以生产实践为基础探讨获得镍层的工艺技术之异同及实用效果之比对。     

影响陶瓷—金属封接强度的主要因素

一、前言 陶瓷-金属封接是微波半导体器件的主要封装形式,随着器件可靠性的不断提高,要求陶瓷-金属的封接强度越高越好。影响陶瓷-金属封接强度的因素很多,择其要者,有以下四点: (1)、陶瓷与金属化配方的适应性。 (2)、金属化工艺规范——金属化烧结温度和保温时间。 (3)、金属化涂膏层的厚度。 (4)、焊料量。 本文就上述四因素对陶瓷-金属封接强度的影响,作一些初浅的探讨。 二、实验 1、样品 为接近实际使用情况,采用图1所示的样     

镍基合金光束粉末堆焊质量的研究

研究了堆焊工艺和材料对镍基合金光束粉末堆焊质量的影响规律。为获得优质堆焊层 ,预涂层的宽度必须小于光斑直径 ,较大的预涂厚度会导致堆焊层与基材结合不良 ,厚度较小时 ,因过高的稀释率使堆焊层宏观硬度显著下降。采用多层焊和多道搭接工艺可获得大厚度、大面积堆焊层。堆焊层横向裂纹、焊道边缘气孔及层间未熔合是多层堆焊时易产生的缺陷。大面积堆焊时 ,焊趾位置会因选择性润湿而出现未搭接。合理控制堆焊线能量、对前道焊缝的清理以及堆焊过程中加强对熔池的保护 ,是获得大厚度、大面积堆焊层的关键。在镍基合金中加入与其相互润湿的金属陶瓷相 (镍包WC) ,并控制其加入量可获得无缺陷的、更高硬度的复合堆焊层。     

工艺条件对高纯氧化铍陶瓷金属化性能的影响

以W为原料,MnO、Al2O3和SiO2为活化剂,采用烧结金属粉末法,于1450～1500℃的还原性气氛(氨分解气)中烧结,在99BeO(纯度大于99%的BeO)陶瓷基板表面形成了W金属层,研究了活化剂含量、金属化膜厚度以及99BeO陶瓷晶粒大小对其金属化性能的影响。结果表明:当添加的活化剂质量分数为20%,金属化膜厚度约为35μm,BeO陶瓷晶粒大小约为39μm时,99BeO陶瓷金属化层的抗拉强度达到最大值65MPa。     

应用XRF法对陶瓷金属化厚度的检测

采用X射线荧光光谱（XRF）法研究了陶瓷金属化厚度的无损检测方法,进行了检测用标准片的设计和标定,分析了金属化层成分与含量,建立了XRF无损检测厚度方法的应用程序和校准方法.研究结果表明：采用X射线荧光光谱法,对陶瓷金属化厚度进行无损检测是可行的和可靠的;在试验的范围内（12.66～87.02μm）,测量误差小于5%,RSD小于2%.     

Ar~+激光器用的长陶瓷管分段焊接工艺

85年12月份在国内首次研究出金属陶瓷结构的氩离子激光器。但是长度一米、内径均匀、直线性好的气密95氧化铝陶瓷管,国内至今仍不能生产。我们经大量调研和反复试验,用内径经过研磨的100毫米长的95氧化铝管,采用分段焊接法,初步制成金属陶瓷结构氩离子激光器用的长陶瓷管。具体焊接工艺流程如下:1.将内径研磨加工(误差<±0.1毫米),长度为100毫米的95氧化铝管两端采用高温钼锰法进行金属化处理;2.在金属化层上电镀4微米的镍膜;3.在950～1000℃的干氢中烧结20分钟,使镍膜与金属化层之间结合牢固;     

99％氧化铍陶瓷活化Mo-Mn金属化机理研究

采用活化Mo-Mn法对99％氧化铍陶瓷进行了金属化实验和抗拉强度实验.封接强度实验结果表明,活化Mo-Mn法适合99％氧化铍陶瓷金属化封接,其焊接强度与氧化铝陶瓷相当.通过对99％氧化铍陶瓷金属化层的显微结构及金属层中的元素在金属层及陶瓷中的分布情况分析,探讨了99％氧化铍陶瓷Mo-Mn金属化机理.研究发现,99％氧化铍陶瓷金属化时,在氧化铍陶瓷和Mo海绵骨架中间形成了一层约3μm的过渡层,金属化层的Mo海绵骨架结构通过过渡层与氧化铍陶瓷基体紧密连接.     

碳纤维表面金属化及其场发射特性研究

采用化学镀镍对碳纤维(Carbon fibers,CNFs)表面金属化,研究不同厚度的表面金属化碳纤维的场发射性能。实验结果表明,碳纤维表面金属化后体电阻率明显降低,场发射性能显著提高;厚度不同的金属化碳纤维的场发射性能不同。当化学镀时间为30 min,镍金属膜厚约3.25μm时,碳纤维体电阻率ρ降至1.35×10-4Ω.cm,场发射性能最优,当电压为638 V时出现亮点,电压为1 425 V时,亮度最高达988 cd/m2。     

MEMS THz滤波器的制作工艺

基于MEMS技术制作了太赫兹(THz)滤波器样品,研究了制作滤波器的工艺流程方案,其关键工艺技术包括硅深槽刻蚀技术、深槽结构的表面金属化技术、阳极键合和金-硅共晶键合技术。采用4μm的热氧化硅层作刻蚀掩膜,成功完成了800μm的深槽硅干法刻蚀;采用基片倾斜放置、多次离子束溅射和电镀加厚的方法完成了深槽结构的表面金属化,内部金属层厚度为3~5μm;用硅-玻璃阳极键合技术和金-硅共晶键合技术实现了三层结构、四面封闭的波导滤波器样品加工。测试结果表明,研制的滤波器样品中心频率138GHz,带宽15GHz,插损小于3dB。     

压片预置式激光多层熔覆厚纳米陶瓷涂层结合性能

采用压片预置式激光多层熔覆制备了厚纳米Al2O3-13%TiO2(质量分数)涂层,研究了涂层的微观组织和结合性能,并分析了涂层厚度对结合强度的影响。结果表明,陶瓷涂层各层之间无明显界面,过渡缓和自然,涂层内部致密、连续,基本无孔隙及贯穿性大裂纹等缺陷;涂层由等轴晶的完全熔化区和残留纳米颗粒的部分熔化区组成,并且涂层中的裂纹基本集中于部分熔化区,另外晶粒尺寸表现为上小下大的梯度过渡特征。随着涂层厚度的增加,结合强度逐渐下降,其减小的趋势为先快后慢。厚度为175μm的试样结合强度高于78.6 MPa,而厚度为350、525、700μm的涂层结合强度分别为66.3、47.4、36.2MPa。     

sol-gel法制备ZnO薄膜压敏电阻

利用sol-gel法在镀有Au底电极的单晶硅片上,制备掺有Bi2O3、Co2O3、Cr2O3和MnO2的ZnO薄膜压敏电阻。薄膜由旋涂法制备,并在300℃下预处理、600℃退火。制得的ZnO薄膜结晶良好。膜厚约为1μm,ZnO薄膜压敏电阻的非线性系数为15.1,压敏电压为3.037 V,漏电流为43.25μA。     

共面波导有限金属厚度效应的研究

用保角变换法对共面波导金属厚度效应进行了理论分析，编制了相应的计算机程序，给出了数值解，并对此进行了多元曲线拟合，导出了考虑金属厚度后的形状比k、有效介电常数、特征阻抗、损耗的闭定表达式。用此修正表达式求得特征阻抗及损耗的数值解，并与K．C．格普塔的修正值及实验测量值进行了详细比较，结果表明此修正公式与实验值相符较好。     

软X-射线滤光片支撑镍网的设计及制作工艺研究

介绍了软X-射线滤光片支撑栅网的工作原理及其制作工艺,以金属镍为结构材料,采用了微机电系统(MEMS)技术中的电镀工艺及剥离工艺,讨论了制作工艺中的难点,最后成功制作了网面平整、网线匀称、表面光亮、应力小、厚度均匀的镍网,该镍网厚14 μm,栅线间隔36.3 μm,透过率80%.     

基于弛豫铁电单晶的红外热释电探测器研究

研究了新型热释电材料驰豫铁电单晶(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3(PMNT)的低损伤减薄工艺、电极成型和耦合封装等关键技术,研制了基于PMNT的单元热释电探测器。对减薄后约30μm晶片材料性能的测试分析表明,部分样品的热释电系数约为9.0×10-4 C/m2 K,无明显衰减。采用低噪声电路提取单元探测器的微弱热释电电流,对所研制的单元探测器性能进行了测试分析。     

Large Multipurpose Exceptionally Conductive Polymer Sponges Obtained by Efficient Wet‐Chemical Metallization

Exceptionally conductive (250 S cm^?1), very fast electrically heatable, thermally insulating, antimicrobial 3D polymeric sponges with very low density (≈30 mg cm^?3), superhydrophobicity, and high porosity, their method of preparation, and manifold examples for applications are presented here. The electrical heatability is reversible, reaching 90 °C with 4.4 W in about 19–20 s and cooling immediately on switching off the voltage. The sponges show high contact angles >150° against water on the sponge surface as well as inside the sponge. Water droplets injected into the sponges are ejected. A facile wet‐chemical method established for macroscopic melamine–formaldehyde sponges is the key for the thorough in‐depth surface metallization of the sponges. The coating thickness and uniformity depend on the metallization formulation, conditions of metallization, and the type of metal used. A scanning electron microscope is used for morphology characterization. A reduced metallization rate in air is highly critical for the in‐depth uniform coating of metals. The resulting metallized sponges could be highly interesting for heating as well as insulation devices in addition to oil/water separation membranes.     

Electroless nickel bumping of aluminum bondpads. II. Electrolessnickel plating

Electroless nickel has been used for many decades to provide a hard, corrosion resistant surface finish to engineering components. In recent years, its application has been extended to the electronics industry for the production of solderable surfaces on printed circuit boards, which utilize a further thin gold coating to prevent oxidation of the nickel surface. The recent interest in the use of flip-chip technology in electronics manufacture has required the development of low cost methods for solder bumping of semiconductor wafers. The electroless nickel process has been considered as a suitable candidate for the deposition of a solderable under bump metallization (UBM) layer onto the Al bondpads. However, the extension of existing electroless nickel plating processes to this new application requires greater understanding of the technique. In particular, the coating of the small isolated bondpads on the wafer surface introduces difficulties that make the use of many commercially available solutions impossible. This paper reports the results of a number of experiments carried out to investigate the electroless nickel bumping of Al bondpads and highlights the issues that need to be considered when selecting materials and techniques     

Full-wave analysis of coplanar strips considering the finite stripmetallization thickness

An extensive analysis, based on a full-wave mode-matching technique, is described for coplanar strips (CPS) incorporating the strips' finite metallization thickness. Results for the effective dielectric constant and characteristic impedance are presented to show the effect of the metallization thickness. It is found that the characteristic impedance has a strong dependence on the metallization thickness, which signifies the fact that the finite metallization thickness needs to be considered in designing practical microwave circuits employing CPS. Numerical results of CPS with zero metallization thickness obtained using this method are found to be in good agreement with those published previously. Extensive investigation of the numerical convergence of these results is also described     

金属化光纤光栅内应力的分析和实验研究

通过化学镀的方法,在光纤光栅表面得到了不同厚度的均匀金属镍镀层。由于材料热膨胀系数的差异,金属镍镀层将会在光栅内部形成内应力,这种内应力将随着镀层厚度的改变而改变。理论上分析了金属镀层的厚度对光栅中心波长漂移的影响,获得相关的理论曲线;实验上通过对化学镀镍全过程光纤光栅反射光谱的在线监测,获得了不同镀镍层厚度的光纤光栅中心波长的改变量,实验数据与理论分析结果吻合较好。