阳极氧化铝基板封装LED的结温与热阻的研究

采用阳极氧化法制备了氧化铝薄膜铝基板,并将3种功率(1W、3W、5W)的3种颜色(红、蓝、绿)的9种LED分别封装在所制备的铝基板和深圳光恒光电公司的铝基板上,利用正向压降法测试了其结温和热阻,发现:在LED颜色和功率相同的情况下,自制阳极氧化铝基板封装的LED的结温比封装在光恒铝基板上的低2.8～19.4℃,热阻低1.8～9.0K/W,表明自制铝基板的散热性能更优。     

阳极氧化铝薄膜多层布线基板技术

本文介绍了一种制作多层布线基析的新技术－－选择性阳极氧化技术，用这种新技术，把非导体型区域的铝膜转变成隔离导带和通柱的绝缘氧化铝膜。在绝缘基板或者铝基光板上，形成多层布线结构。分析和阐述了这种多层布线基板的平面化结构特性、高导热特性、材料电特性及独特的封装形式，这种多层布线基板的平面化特性，使导体互连具有高密度和高可靠性优点，以铝基板为载体作为封装的一部分，充分体现了这种封装具有良好的电特性和热特     

铝阳极氧化技术制作三维铝封装基板

采用铝阳极氧化技术,制作了含有阵列型铝通柱的10.16 cm(4英寸)直径封装基板。由金相显微镜观察:基板的厚度在300μm左右,铝通柱的表面直径约158μm,内部最大直径约473μm。分析结果表明:图形掩膜边缘存在侧向阳极氧化效应,因而造成铝通柱实际为纺锤体结构。由半导体网络分析仪测得铝通柱和铝栅格地之间的绝缘电阻达到1011Ω;通过矢量网络分析仪反推出基板介质在1 MHz下的相对介电常数为5.97。这种三维铝封装基板制作工艺简单、成本低廉,可用于系统级封装领域。     

阳极氧化铝膜的偏振光谱特性研究

为了测试阳极氧化铝膜的偏振光谱特性,在硫酸溶液中,采用二次阳极氧化的方法获得了孔洞分布均匀、有序的纳米多孔阳极氧化铝膜,对其形貌和结构、透射和偏振光谱特性进行了理论分析和实验验证。研究结果表明,在温度较低和阳极氧化电流密度比较大的条件下制备阳极氧化铝,铝未被完全氧化,孔与孔之间含有剩余的铝柱,这些铝柱构成各向异性纳米金属列阵。X射线衍射图谱显示,多孔阳极氧化铝膜具有氧化铝的非晶态结构;透射光谱和偏振光谱显示,在可见光及近红外光区多孔阳极氧化铝具有很好的透射比和一定的偏光特性。研究结果对含金属纳米线的多孔铝复合结构的偏振器件的制作具有参考价值。     

铝膜穿透性阳极氧化技术

铝膜穿透性阳极氧化是实现阳极氧化铝薄膜多层布线基板制作的关键技术。研究了电流密度、电解质溶液温度和铝膜厚度对氧化时间的影响。绝缘电阻测定及扫描电子显微镜分析的结果证实了采用穿透性阳极氧化技术制作导带 ,导带间不存在残余铝薄膜。     

硅基底电子束蒸发铝膜阳极氧化特性

研究了硅衬底上电子束蒸发铝膜,在H2SO4水溶液中阳极氧化形成硅衬底多孔氧化铝复合结构的过程.硅衬底电子束蒸发铝膜的阳极氧化过程主要由多孔氧化铝的生长、氧化铝生长向氧化硅生长的过渡和氧化硅生长三个阶段构成.硅衬底多孔氧化铝复合结构的透射电子显微镜观察表明,在硅衬底上形成了垂直于硅表面的氧化铝纳米孔,而孔底可形成SiO2层.有序结构多孔氧化铝的形成不依赖于铝膜的结晶状态,而是由阳极氧化过程的自组织作用所决定的.实验表明将多孔氧化铝制备工艺移植到硅基衬底上直接形成硅基衬底多孔氧化铝复合结构是可行的,它也为硅基纳米材料的制备提供了一种新的自组织模板.     

硅基底电子束蒸发铝膜阳极氧化特性

研究了硅衬底上电子束蒸发铝膜 ,在 H2 SO4 水溶液中阳极氧化形成硅衬底多孔氧化铝复合结构的过程 .硅衬底电子束蒸发铝膜的阳极氧化过程主要由多孔氧化铝的生长、氧化铝生长向氧化硅生长的过渡和氧化硅生长三个阶段构成 .硅衬底多孔氧化铝复合结构的透射电子显微镜观察表明 ,在硅衬底上形成了垂直于硅表面的氧化铝纳米孔 ,而孔底可形成 Si O2 层 .有序结构多孔氧化铝的形成不依赖于铝膜的结晶状态 ,而是由阳极氧化过程的自组织作用所决定的 .实验表明将多孔氧化铝制备工艺移植到硅基衬底上直接形成硅基衬底多孔氧化铝复合结构是可行的     

大功率LED散热用微通道铝基板的有限元仿真

对带微通道的铝基板上封装的不同功率LED,用Comsol Multiphysics软件对其温度场进行了有限元模拟,重点研究了微通道的孔大小、孔间距、绝缘层的厚度和热导率对基板散热性能的影响,结果表明:铝基板厚度为1.5mm左右,微通道方形孔,孔长0.8mm,孔间距0.8mm,绝缘层厚度50μm,热导率1.5 W/(m·K),为最佳散热性能铝基板.微通道铝基板封装3W灯珠与普通铝基板和氮化铝基板相比,热阻分别下降了5.44和3.21℃/W,表明微通道铝基板能更好地满足大功率LED散热的需求.     

氮化铝陶瓷直接覆铜基板界面空洞控制技术研究

氮化铝陶瓷直接覆铜基板是将铜箔在高温下直接键合到氮化铝陶瓷表面而制成的一种复合陶瓷基板,具有高导热性、高电绝缘性、大电流容量、高机械强度等特点,广泛应用于智能电网、动力机车、汽车电子等电力电子领域.本文从机理上分析了氮化铝覆铜基板界面空洞产生的原因,研究了影响界面空洞的主要技术参数,得出结论:氮化铝和无氧铜表面氧化层均匀性是影响界面空洞的主要因素;采用纯干氧气氛氧化氮化铝陶瓷可以在其表面形成致密氧化膜,有效减少界面空洞的产生;采用低氧含量高温氧化的方法氧化无氧铜后,有助于减少铜与氮化铝界面空洞;当氮化铝直接覆铜工艺的氧含量为5×10-4时,氮化铝覆铜基板界面空洞比例达到2％.     

高介电性纳米复合氧化膜的研究

首次在溴的丙酮溶液中,以钽作阳极,多孔型氧化铝为阴极,通过直流电沉积方法制备Ta/Al2O3复合氧化膜。结果表明:阳极钽在阴极氧化铝的表面和多孔结构内部均有沉积,并以纳米结构与多孔氧化铝结合生成复合氧化膜。     

机械活化燃烧合成AlN-Al_2O_3复合陶瓷粉

在催化剂氯化铵的作用下,将高能球磨机械活化后的工业铝粉置于空气中自燃,制备出了AlN质量分数约为80%的AlN-Al2O3复合粉体。通过对原始铝粉和球磨铝粉的形貌进行对比分析,探讨了球磨对铝粉的机械力化学效应。借助XRD和扫描电镜分析了燃烧产物的物相、形貌和结构,结果表明,生成的AlN颗粒主要集中于燃烧产物中心部,粒径为2μm;生成的Al2O3颗粒则主要分布于燃烧产物外表面,粒径为100nm。     

AlN薄膜覆Al基板的物理特性

利用磁控溅射系统在6061铝材上制备了3μm的AlN薄膜。XRD、椭偏测试及耐压测试结果表明,AlN膜为具有良好取向的多晶薄膜,击穿电压高达100V/μm。利用自动划痕仪对AlN膜进行剥离实验,临界载荷为6N左右。AlN和铝基体间的结合主要是物理吸附和机械锚合。用有限元方法对基于AlN膜/Al热沉的LED(发光二极管)封装结构的散热性能进行了分析,模型的内通道热阻约2K/W。     

氧化时间和温度对Si基AAO模板制备的影响

采用一次阳极氧化法,通过电解P型<100>晶向Si衬底上的高纯Al膜,在40V下,0.3M草酸中制备了Si基anodic aluminum oxide(AAO)模板。在Si基Al氧化过程中,通过电流密度随时间实时变化曲线的分析,研究了Si基AAO的生长机理。实验发现,电解液温度对Si基AAO制备的影响很大,在30℃下的氧化速度是在10℃下的5倍多。     

氮化铝共烧基板金属化及其薄膜金属化特性研究

大规模集成电路的发展,对芯片之间的互连提出了更高的要求,高端电子系统中高密度封装技术逐渐成为发展的主流。多芯片组件(MCM)是微电子封装的高级形式,它是把裸芯片与微型元件组装在同一个高密度布线基板上,组成能够完成一定的功能的模块甚至子系统。MCM还能够实现电子系统的小型化、高密度化,是实现系统集成的重要途径,在MCM中高密度布线的多层基板技术是实现高密度封装的关键。     

大面积规则排布的AlN纳米柱阵列制备

采用金属有机化合物化学气相沉积(MOCVD)方法在2英寸(1英寸=2.54 cm)c面蓝宝石衬底上异质外延厚度1μm、具有原子级平整表面的高质量氮化铝(AlN)外延层.并在此高质量AlN薄膜的基础上开发了基于纳米压印光刻技术、干法刻蚀和湿法腐蚀相结合的工艺,通过自上而下的方法制备得到了大面积范围内规则排列的AlN纳米柱阵列,纳米柱的高度和直径分别为1μm和535 nm.研究结果表明,高晶体质量的AlN材料以及基于AZ400K溶液的湿法腐蚀工艺是制备无腐蚀坑且侧壁光滑的垂直AlN纳米柱阵列的关键.AlN纳米柱阵列的制备为深紫外纳米柱发光器件的研究奠定了基础.     

Strong Vertical Alignment of Liquid Crystal on Porous Anodic Aluminum Oxide Film

Properties of anodic aluminum oxide (AAO) film as a liquid crystal (LC) alignment material is studied. We deposit the transparent porous AAO film on glass with the diameter of the pores controlled between 17–65 nm. The liquid crystal can be aligned vertically against the substrate with the AAO film. The measured polar anchoring strength is about 1.5 $,times 10 ^{-5} {rm J/m} ^{2}$, which is comparable to that of N,N-dimethyl-N-octadecyl-3-aminopropyl -trimethoxysilyl chloride (DMOAP) layer. AAO films with smaller pore diameters exhibit higher anchoring strengths. On the other hand, the uniformity of the pore array in the AAO films does not affect the alignment quality significantly.      

Deposition Characteristics of AlN Thin Film Prepared by the Dual Ion Beam Sputtering System

In this experiment, a radio frequency dual ion beam sputtering (DIBS) system was used to prepare aluminum nitride (AlN) films with a bottom Al electrode on a Si (100) substrate. After systematic testing of the processing variables, a high-quality film with preferred c-axis orientation was grown successfully on the Si (100) substrate with an Al target under 700 eV energy flux, N₂/(N₂ + Ar) ratio of 55%, and 4 × 10⁻⁴ torr in vacuum. The characteristics of the deposited AlN thin films were studied by x-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM), secondary ion mass spectrometry (SIMS), and electronic spectroscopy for chemical analysis (ESCA). The surface roughness was also measured. It was found that AlN films prepared by DIBS at room temperature are better than those prepared at 300°C, and those prepared with an Al target are better than those prepared with an AlN target. The inferiority of AlN films prepared with AlN targets is due to the AlN bond being broken down by the ion beam source.     

How to reduce the Al-texture in AlN films during film preparation

The preparation of aluminum nitrogen(AlN) film without Al texture is of great significance for the manufacture of highperformance surface acoustic wave(SAW) device.We research the process factors which bring Al into AlN film due to radio frequency(RF) magnetron sputtering system,and discuss how the process parameters influence the AlN thin film containing Al.In the research,it is found that the high sputtering power,the low deposition pressures and low partial pressure of Ar can lead to growing Al-texture during AlN thin film preparation,and the experiment also shows that filling the chamber with nitrogen gas can recrystallize a small amount of Al composition into AlN film during the annealing process in the high temperature environment.     

特高压电容器用电极箔腐蚀工艺的研究

通过对特高压(Vfe=950V)电容器用电极箔微观形貌的理论计算,采用一次腐蚀控制孔密度和孔长度参数,二次腐蚀控制相应的孔径。研究了700～1100V特高压电极箔的两次电化学腐蚀工艺。使Vfe为950V的特高压电容器用电极箔的参数指标得到了优化:孔密度为0.116个/μm2,孔径为2.02μm,比容达到0.210×10–6F/cm2。     

图案化铜纳米线阵列的制备

采用紫外光刻法制得图案化的阳极氧化铝模板。在模板上蒸镀金膜后,采用电化学沉积法制备了铜纳米线,用扫描电子显微镜观察,研究了最佳电化学沉积时间。结果表明,铜纳米线阵列的图案与掩膜的图案完全一致,呈直径约5μm的圆形。铜纳米线的长度随沉积时间的增加而增长,沉积时间20min,即可制得长度约5μm的铜纳米线阵列结构。在此基础上可研制微器件。