阳极焊过渡层钠硼硅系玻璃薄膜的制备

采用射频磁控溅射法在ZrO2陶瓷衬底上制备钠硼硅系玻璃薄膜,目的是以这层薄膜作为过渡层实现ZrO2精细陶瓷与单晶Si之间的阳极焊,通过XRD、EDS和SEM等测试手段对薄膜的物质结构和化学成分进行了多方面的分析,结果表明这种工艺是可行的.     

微晶玻璃与不锈钢阳极键合残余应力分析

微机电系统封装过程中产生的应力会影响其封装效果与使用寿命,针对微晶玻璃与不锈钢阳极键合温度引起的残余应力问题,采用MARC有限元软件对微晶玻璃与不锈钢键合冷却过程模拟。分析了微晶玻璃与不锈钢在不同厚度比值与面积比值键合结构下的残余应力分布规律。结果表明:微晶玻璃与不锈钢厚度比值越小,最大残余应力越小;随着不锈钢与微晶玻璃面积比值的增大,残余应力逐渐趋于平稳。研究结果为改善微晶玻璃与不锈钢阳极键合质量提供了理论参考与设计依据。     

玻璃与铝多层阳极键合接头力学性能分析

阳极键合是一种利用电和热相互作用实现固体电解质玻璃(陶瓷)与金属材料固态连接的一种新方法.运用共阳极法实现多层玻璃/铝的键合,并采用微拉伸试验和MARC非线性有限元分析软件,分析了玻璃与铝多层键合试件冷却后,接头的力学性能和残余应力分布状况.试验发现,在玻璃/铝/玻璃多层连接区,键合界面附近的残余应力和应变呈对称分布,多层结构的对称性有利于缓解接头应变和应力,表明应用公共阳极法可实现多层玻璃/铝/玻璃的良好键合.     

多功能真空键合设备的研制

基于圆片键合技术，设计了一种在真空条件下进行圆片键合的工艺设备。在该设备的基础上，进行了阳极键合与金硅键合2种典型的键合试验，键合出来的样品结合强度高而且没有缺陷，验证了该设备的实用性。     

玻璃浆料键合中的孔洞抑制和微复合调控

提出了包含三步式排泡过程的预烧结工艺以及双凹凼-凸台的微复合键合结构方案,以便有效控制玻璃浆料层中的孔洞生成并精确控制键合间隙。预烧结工艺涉及的三步式排泡包含玻璃液形成、真空排泡与孔洞流平3个过程,该过程有效地排除了气泡,从而抑制了键合中间层中的孔洞形成,其工艺的重复性和鲁棒性很强。微复合键合结构中的内外凹凼用于有效控制多余的熔融的玻璃浆料的流动路径,避免其对封装结构的污染;微阻挡凸台则可以精确地将玻璃浆料层的厚度即键合间隙控制到凸台高度。对键合性能的测试表明,该方案简单有效,键合强度和气密性良好,键合间隙为10.1μm,键合强度为19.07 MPa,键合漏率小于5×10-9 Pa·m3/s。     

阳极键合中离子导电聚合物的开发

为了促进阳极键合技术在微机电系统封装环节的使用,开发一种离子导电聚合物代替原有的封装键合材料。设计利用聚氧化乙烯(PEO)作为基体,碱金属锂盐(LiClO4、LiPF6、LiBF4)作为电解质材料,利用高能球磨法对材料混粉进行研磨,使之充分络合,并分析其在不同制备参数下材料导电性的变化。最终利用m(PEO)∶m(LiClO4)为10∶1,在球磨转速为250r/min、球磨时间为8h、球料比为7∶1时,所得材料导电性最佳。将所制备PEO-LiClO4与铝箔进行阳极键合,在键合参数为:预热100℃、预设电压800V、键合时间10min的条件下,键合质量良好,有过度层产生,这也是能键合成功的关键。说明所制备离子导电聚合物PEO-LiClO4满足阳极键合要求。     

ZrO2电解质陶瓷与Al的阳极键合连接机理分析

在一定连接工艺参数下,进行ZrO2电解质陶瓷与Al的阳极键合工艺试验,并在万能电子材料试验机上对ZrO2电解质陶瓷与Al的阳极键合连接接头进行剪切强度试验.采用扫描电镜、超轻元素能谱仪及X射线衍射仪分析连接界面微观组织、成分分布、界面相结构及剪切断口.试验结果表明,ZrO2的表面活化处理提高了ZrO2/Al的连接性,结合界面在阳极键合条件下形成高的氧离子迁移率及静电场力是促进结合的主要因素;过渡区ZrO2-SiO2-Al2O3 的多界面固相反应是结合形成的主要原因;ZrO2/Al接头的剪切断裂位置位于ZrO2与过渡区的结合界面,启裂区位于ZrO2的近界面区,扩展并终断于Al与过渡区界面;终断区断口形貌表明Al/过渡区界面具有较高的接合质量.     

SOI压阻传感器的阳极键合结合面检测

由于当前绝缘体上硅(SOI)压阻传感器芯片的封装质量仍依赖人工检测,本文提出了一种自动实现该项检测的视觉检测方法。分析了压阻传感器的工作原理,研究了芯片定位精度和结合面质量对传感器性能的影响。以传感器性能和质量为导向,提出了一种以中心定位偏差和键合面结合度为检测点的封装结合面检测方法。该方法通过对Hough圆检测效果和实际图像的分析完成定位精度的检测;基于对传感器质量影响因素的分析和气泡面积的统计实现结合面质量的检测。在传感器实际制造封装过程中对该视觉检测算法进行了实验验证。结果表明:该方法能识别的结合面上的最小气泡直径为6μm;玻璃内孔半径检测误差约为0.015mm.。本文提出的基于视觉检测的方法基本满足了压阻传感器封装对结合面检测的要求,有助于实现封装质量的自动化检测。     

MEMS封装中阳极键合技术的影响因素研究和设计因素分析

结合MEMS气密性封装的需要,以玻璃与硅晶片阳极键合为例,给出阳极键合的封装工艺,从键合机理的角度研究了玻璃与硅阳极键合的影响因素,并就玻璃与硅阳极键合的设计因素做了分析,得到直径为100mm的Pyrex7740玻璃晶片和硅晶片在键合温度为500℃时,硅晶片的径向应力σrr=134.29MPa;键合后晶片的径向膨胀μ=0.1274mm。     

PMMA面键合的热压法工艺研究

研究了PMMA热压键合工艺,测量了PMMA的键合强度,利用扫描电镜检测了键合后微流体管道的结构变化,讨论了键合温度、键合压力等因素对键合强度的影响;给出了热压键合的合理工艺参数范围.结果表明,经过参数优化后的热压键合法可以满足PMMA微流体器件对键合的需求.     

射频磁控反应溅射法制备Y2O3薄膜的工艺研究

采用射频磁控反应溅射法制备氧化钇(Y2O3)薄膜。系统研究了工艺参数对Y2O3薄膜沉积速率的影响规律,使用X射线光电子能谱仪(XPS)分析表征了薄膜的成分。结果表明,Y2O3薄膜的沉积速率随射频功率的增大而增大,在合适的溅射压强下沉积速率呈现极大值,O2/Ar气体流量比和衬底温度的影响不明显,对此从理论上进行了解释。制备的薄膜中Y和O元素的原子浓度基本符合Y2O3的化学计量比。     

微硅加速度计中静电键合封接技术的应用

在微硅加速度计的研制中,静电键合具有传统胶接技术所无法比拟的优点,是目前该加速度计研制中广泛应用的粘接技术。叙述了静电键合技术的机理和它在微硅加速度计装配中的具体工艺流程,指明了技术的关键之处,并分析了该技术的优缺点,提出了进一步改进的方案。     

磁控溅射制备高聚物基TiO2-CeO2复合薄膜的组织和性能

采用磁控溅射技术在PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)衬底上制备了TiO2-CeO2复合薄膜;用X射线衍射仪、扫描电镜和UV-VIS分光光度计分析了薄膜的相组成、表面微观形貌和透射率.结果表明:溅射态的薄膜为非晶态;经150℃退火12 h后,薄膜表面有锐钛矿相颗粒析出;随着溅射功率的增加,薄膜表面的锐钛矿相颗粒数量明显增多,形状接近球形,在功率为100 W时,尺寸约为120 nm;随着溅射功率的增大,薄膜对紫外和可见光的透射率降低;另外,薄膜表面形貌和透射率也受溅射时间的影响.     

阳极连接的材料选择与应用

介绍了阳极连接产生的背景、工艺特点，给出了阳极连接中阳极材料和阴极材料的选择依据，展望了阳极焊的工业应用前景。     

靶功率对射频磁控溅射制备MoS_2-Sb_2O_3复合薄膜结构和性能的影响

采用射频磁控溅射技术制备MoS2-Sb2O3复合薄膜,研究靶功率对薄膜性能和结构的影响。利用XRD、XRF分析薄膜的成分和结构,用CSM薄膜综合性能仪测试薄膜的硬度及附着力,通过承载力试验测试薄膜的承载性能,使用真空球-盘摩擦试验机测试真空和大气下薄膜的摩擦因数及耐磨寿命。结果表明:使用射频磁控溅射制备的MoS2-Sb2O3复合薄膜具有准非晶结构,其薄膜结构和成分受沉积时的靶功率影响;MoS2-Sb2O3复合薄膜在真空下具有比大气下更稳定的摩擦学性能,更长的耐磨寿命;提高溅射原子能量能有效地提高MoS2-Sb2O3复合薄膜的承载性能,减少薄膜的内应力,提高薄膜的附着力,提高薄膜的耐磨寿命。     

磁控溅射法制备ZrW2O8薄膜及其性能

利用射频磁控溅射法在单晶硅片和石英基片上沉积了非晶态ZrW2O8薄膜,对不同温度下热处理的薄膜进行了XRD分析;用扫描电镜观察了薄膜的表面形貌,用阻抗分析仪和分光光度计分别研究了薄膜的介电性能和透光性能.结果表明:非晶态薄膜在740℃热处理3 min可以制得具有较好负热膨胀特性的ZrW2O8薄膜,其热膨胀系数为-2.54×10-5 /℃;介电常数和介电损耗均随着频率的增加而减小;在可见光范围内薄膜的透光率达75%.     

磁控溅射薄膜附着性能的影响因素

磁控溅射薄膜技术的应用日趋广泛,溅射薄膜的附着性是制约薄膜性能和使用效果的关键因素。本文结合作者进行的研究,参考国内外参考资料和文献,对薄膜附着性的影响因素做了综合评述,为提高和改善薄膜使用性能提供指导和参考。     

射频/直流磁控溅射不锈钢/Al_2O_3复合薄膜组织与性能研究

利用射频 /直流磁控溅射法 ,制备了 31 6L不锈钢 /Al2 O3 陶瓷复合薄膜 ,研究了 31 6L不锈钢 /Al2 O3 陶瓷复合膜的组织形貌 ,测试了薄膜的显微硬度和耐磨性。结果表明 :直流磁控溅射 31 6L不锈钢薄膜呈柱状晶结构 ,主要有 Fe- Cr和γ- Fe相构成 ,在 Fe- Cr( 1 1 0 )晶面出现明显的择优取向 ;由于射频溅射 Al2 O3 陶瓷的掺合 ,使 31 6L不锈钢 /Al2 O3 陶瓷复合薄膜柱状晶细化 ,并出现二次柱状晶 ,在 Fe- Cr( 2 1 1 )晶面出现明显的择优取向 ,31 6L不锈钢膜硬度明显高于 31 6L块体 ,掺合了 Al2 O3 的金属 /陶瓷复合薄膜耐磨性有显著的提高。