电子封装陶瓷基片材料的研究进展

总结微电子封装技术对封装基片材料性能的要求,论述Al2O3、AlN、BeO、SiC和Si3N4陶瓷基片材料的特点及其研究现状,其中AlN陶瓷基片的综合性能最好。分析轧膜、流延和凝胶注模薄片陶瓷成型工艺的优缺点,其中水基凝胶注模成型工艺适用性较强;指出陶瓷基片材料和薄片陶瓷成型工艺的发展趋势。     

Al_2O_3陶瓷与可伐合金钎焊的研究进展

Al_2O_3陶瓷与可伐合金复合构件在电子封装、航空设备和机械工程等领域均有广阔的应用前景,但因Al_2O_3陶瓷与可伐合金理化性能的差异,焊接界面常存在焊接残余应力大、难以形成良好化学冶金结合等问题。总结Al_2O_3陶瓷与可伐合金采用真空钎焊、部分液相瞬时钎焊和镀膜钎焊的研究进展,阐述Al_2O_3陶瓷与可伐合金同钎料之间界面结合机理,展望Al_2O_3陶瓷与可伐合金钎焊的发展趋势。     

火焰喷涂工艺对Al_2O_3陶瓷涂层的影响

采用火焰喷涂技术对基体金属表面喷涂Al2O3陶瓷。通常该陶瓷涂层易出现“剥落”、“龟裂”、孔隙率偏高等缺陷,这些缺陷的产生严重影响涂层的性能。本文通过制定和改善其喷涂工艺,有效地解决了其产生上述缺陷的问题。     

Al_2O_3陶瓷激光切割工艺研究

为了探究Al_2O_3陶瓷的激光切割工艺特性,采用Nd:YAG激光器对Al_2O_3陶瓷进行加工试验。先通过打孔试验计算获得Al_2O_3陶瓷的激光烧蚀阈值,再通过切割试验分析激光功率、切割速度、脉冲频率、离焦量等工艺参数对切割质量的影响规律。结果表明:通过优化激光切割工艺参数,可在保证切割效率的同时,提高Al_2O_3陶瓷的切割质量。     

Al_2O_3基复相陶瓷材料摩擦学研究进展

Al2O3基陶瓷材料是现代陶瓷材料学的一个重要组成部分,与其它材料相比,Al2O3具有许多独特、优良的性能,特别是其表现出较好的摩擦学性能。然而,其韧性低、脆性大的弱点在一定程度上限制了它在摩擦学领域的应用。为了减小Al2O3基陶瓷材料的脆性,除了采用先进的制备工艺外,各国学者相继研究开发了多种Al2O3陶瓷材料的增韧补强方法,显著改善了陶瓷材料的脆性并使其耐磨性显著提高。基于增强相的种类和增强手段,本文综述了Al2O3基陶瓷材料摩擦学的发展现状,并提出Al2O3基复相陶瓷今后有待研究的课题和发展方向。     

激光熔覆纳米Al_2O_3等离子喷涂陶瓷涂层

采用X射线衍射仪、扫描电镜和显微硬度计研究了45#钢表面激光熔覆纳米Al2O3改性Al2O3 13%TiO2(质量分数)陶瓷涂层的相组成、微观结构和显微硬度,同时对涂层的磨损特性进行了考察。结果表明,激光重熔区亚稳相γ Al2O3转变成稳定相α Al2O3,熔覆层由粗颗粒α Al2O3和TiO2以及纳米α Al2O颗粒组成,在激光的作用下,等离子喷涂层的片层状结构得以消除;纳米Al2O3颗粒仍然保持在纳米尺度,填充在涂层的大颗粒之间,使涂层致密化程度得以提高,因此纳米Al2O3改性涂层的显微硬度较高,且其耐磨性能明显优于等离子喷涂层。     

Al_2O_3陶瓷与Q235钢钎焊界面研究

采用活性钎料Cu70Ti30对Al2O3陶瓷与Q235钢进行了连接。用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪对焊接界面进行了微观表征。结果表明,1100℃是最佳的钎焊温度,该温度下钎料充分熔化填充接头间隙并与陶瓷和钢侧相互扩散,形成由三层构成的界面结合区,即液态钎料填充陶瓷微孔形成的反应层、Ti-Cu合金层以及钢侧扩散层;在界面结合区生成有AlCu4、Cu3 TiO4、TiC、TiFe2等新相;界面结合区组织致密,裂纹、微孔缺陷较少,实现了较好的冶金结合。     

Al_2O_3工程陶瓷超声研磨表面粗糙度试验研究

本文通过不同振动模式下的Al2O3工程陶瓷普通与超声研磨对比试验,利用正交回归分析方法获得了最优研磨参数,探讨了各研磨参数对工件表面粗糙度影响的主次顺序。并分析研究了工件转速、进给速度、油石粒度、研磨切深、发生器功率等不同研磨参数对表面粗糙度的影响规律。结果表明,超声振动研磨可明显减小表面粗糙度值,提高工件表面质量,是适合工程陶瓷等硬脆材料的一种高效加工方法。     

Ni诱导无压浸渗法制备不锈钢/Al_2O_3陶瓷复合材料

研究了一种Ni诱导无压浸渗法制备陶瓷基复合材料的方法:通过粉末冶金法制备出含Ni颗粒的Ni/Al2O3复相陶瓷预制体,真空状态下,在1600℃以不锈钢熔体无压浸渗该Ni/Al2O3预制体,获得了不锈钢浸渗增强的Al2O3陶瓷基复合材料。采用SEM观察了结合界面的微观形貌,用EDS分析了结合界面附近元素含量的变化,用XRD分析了界面反应产物,以抗拉试验测试了钢与复相陶瓷体的界面结合强度。结果表明,钢熔体可浸渗到陶瓷体内部并与Ni互溶形成新的Ni-Fe合金;不锈钢与复相陶瓷的结合界面存在界面反应;界面结合强度的最大值可达到67.5MPa。     

金刚石/铜复合材料在电子封装材料领域的研究进展

金刚石/铜复合材料作为新型电子封装材料受到了广泛的关注。综述了金刚石/铜复合材料作为电子封装材料的国内外研究现状,介绍了金刚石/铜复合材料的制备工艺,并从材料科学的原理综述了该复合材料主要性能指标（热导率）的影响因素,同时对金刚石/铜复合材料的界面问题进行了分析,最后对金刚石/铜复合材料的未来应用进行了展望。     

电子封装用低银含量无铅钎料的研究和应用进展

电子封装用钎科从传统锡铅合金向无铅钎料的转换过程中适逢手持便携式电子器件高速增长期,加之近年来金属价格的持续上涨,因而低银含量无铅钎料合金作为第二代无铅钎料成为关注的焦点.本文阐述了无铅低银钎料的研究与发展现状,同时分析了其应用情况,最后,对谊钎科及其可靠性的发展趋势进行了分析和展望.     

烧结温度对氧化铝陶瓷疲劳损伤过程的影响

用在线定量分析方法跟踪了不同烧结温度对利用铝型材厂废渣合成的氧化铝陶瓷的疲劳损伤过程的影响,同时结合试样的XRD和SEM分析结果,确定了影响氧化铝陶瓷疲劳特性的主要因素.结果表明,1450℃烧成的试样的疲劳裂纹萌生寿命最高,达到6100周,此时体系内玻璃相含量约为30%,晶相含量约为70%.其中玻璃相含量的高低是决定氧化铝陶瓷疲劳特性的主要因素.     

混杂2D-C/Al电子封装复合材料的设计与制备

设计了混杂C/SiCp 预制型中碳化硅颗粒的尺寸及体积分数 ,并用低压浸渗技术制备了非润湿体系混杂2D C/Al电子封装复合材料。理论计算表明 :加入 0 .5%～ 2 % (体积分数 ,下同 )、尺寸 3～ 5μm的SiCp 可实现调节纤维体积分数范围为 30 %～ 60 % ,加入体积分数 1 0 %、尺寸 1 5μm的SiCp 可将纤维体积分数调小到 1 0 %。控制预制型中SiCp 的分布可获得纤维分布均匀的混杂 2D C/Al复合材料。低压浸渗法制备混杂 2D C/Al复合材料的热物理和拉伸性能优于高压法。     

氧化铝陶瓷内衬复合钢管在稀相气力输送中的应用

本文简述了目前电解铝厂普遍采用普通钢管用于稀相输送的状况。同时根据氧化铝陶瓷内衬复合钢管的性能以及在气力输送方面的实际运用,认为采用氧化铝陶瓷内衬复合钢管代替普通钢管能大大提高管路的寿命,降低输送系统的运行和维护成本,有很高的实用价值。     

单晶UBM在电子封装微互连中的研究进展

3D封装是未来电子封装制造技术领域的重要发展方向,3D封装中微凸点的尺寸将急剧降低,此时,芯片凸点下金属层(UBM)可能仅包含几个甚至单个晶粒。因此,UBM的晶体取向对界面金属间化合物(IMC)的形核和生长过程将具有显著影响,而界面IMC的特性会直接影响到凸点微/纳尺度互连的可靠性。因此,以单晶作为UBM研究界面物质的传输与IMC的生长规律,具有重要的理论和应用价值。本文对近年来以单晶Cu、Ni和Ag作为UBM焊点的界面反应进行综合分析,总结了单晶UBM上特殊形貌IMC晶粒的形成条件、界面IMC与单晶基体的位向关系、IMC的生长动力学过程、柯肯达尔空洞的形成规律、单晶UBM上IMC的晶体取向调控方法及晶体取向对无铅焊点力学性能和可靠性的影响,为评价单晶UBM凸点的力学性能和可靠性及提供指导。     

不同热处理条件下TC4合金电子封装材料的组织及性能

研究了机加工后外形尺寸合格与不合格两种TC4板材样品的显微组织及性能的差异,以及TC4板材机加工变形产生的原因。在此基础上,设计6种热处理工艺,研究了不同热处理工艺下TC4合金显微组织及性能,寻找不合格TC4板材样品组织结构矫正的最佳方案。结果表明:不合格TC4样品中各向异性的条状组织是其加工后变形大的主要原因;综合不同热处理条件下TC4合金的显微组织、力学性能与热导率以及断口形貌等因素,确定了在900~930℃内退火处理后的不合格TC4合金经与合格TC4合金最为接近,是其组织结构矫正合理的热处理工艺。     

微小互连高度下的电子封装焊点微观组织

研究了互连高度分别为100,50,20,lOμm四种不同互连高度的铜／锡／铜三明治结构微焊点的微观组织变化．结果表明,随互连高度的降低,焊料层中的铜浓度也随之升高,焊点两侧生成的Cu6Sn5金属间化合物层（intermetallic compound,IMC）厚度随之降低,但其所占焊点的比例却升高．根据IMC层厚度和焊...     

Interfacial microstructure and properties of diamond/Cu-<Emphasis Type="Italic">x</Emphasis>Cr composites for electronic packaging applications

Diamond/Cu-xCr composites were fabricated by pressure infiltration process.The thermal conductivities of diamond/Cu-xCr(x = 0.1,0.5,0.8) composites were above 650 W/mK,higher than that of diamond/Cu composites.The tensile strengths ranged from 186 to 225 MPa,and the bonding strengths ranged from 400 to 525 MPa.Influences of Cr element on the thermo-physical properties and interface structures were analyzed.The intermediate layer was confirmed as Cr3C2 and the amount of Cr3C2 increased with the increase of Cr concentration in Cu-xCr alloys.When the Cr concentration was up to 0.5 wt.%,the content of the Cr3C2 layer was constant.As the thickness of the Cr3C2 layer became larger,the composites showed a lower thermal conductivity but higher mechanical properties.The coefficients of thermal expansion(CTE) of diamond/Cu-xCr(x = 0.1,0.5,0.8) composites were in good agreement with the predictions of the Kerner’ model.