InP/GaAs低温键合的新方法

通过对 InP/GaAs 异质键合实验方法的研究,提出了包括表面活化处理、真空预键合和退火热处理的三步法,在350℃低温下实现了InP/GaAs异质材料的键合。界面电流 电压(I V)特性的研究表明,350℃样品的界面过渡层极薄,电子主要以隧穿方式通过界面,而450℃的扩散使得过渡层增厚,界面电流 电压特性可视为双肖特基二极管的反向串联。同时,对键合样品也进行了拉力测试,实验结果表明 450℃样品的键合强度优于350℃样品。最后,对InP/GaAs异质材料的键合机理进行了探讨。     

基于Au-Si共晶键合的高灵敏MEMS电容薄膜真空规设计

为了解决真空腔电极引线导致的真空漏气,进一步拓展真空规的测量下限,提出了一种基于Au-Si共晶键合的绝压式MEMS电容薄膜真空规设计方案.阐述了该新型MEMS电容薄膜真空规的制作工艺流程、用浓硼掺杂法制备感压薄膜技术,采用阳极键合协同Au-Si共晶键合技术实现真空腔的密封.通过理论计算和构建有限元模型,针对不同宽厚比,...     

基于粘附剂键合的圆片级MEMS塑料封装技术

设计了一套采用聚合物粘附剂(Epo-Tek301)键合的圆片级MEMS塑料(polymethyl methac- rylate)封装方法.塑料封装封盖采用热压成型,激光划片形成4寸圆片.封盖和衬底键合工艺的粘附剂优化厚度为12μm,键合过程中不需要加压加温.测试结果显示该工艺的键合强度(1.3～1.6Mpa)可以满足一般封装需要,而所带入的应力也很小.划片采用分开划片:封盖采用激光划片而硅衬底采用机械划片.该方法封装的微流体芯片已经顺利测试和应用.由于工艺简单,成本低廉,该技术除了用于MEMS封装应用,也可作为划片测试保护.     

基于Sn/Bi合金的低温气密性封装工艺研究

研究了采用Sn/Bi合金作为中间层的键合封装技术.通过电镀的方法在基片上形成Cr/Ni/Cu/Sn、芯片上形成Cr/Ni/Cu/Bi多金属层,在513K、150Pa的真空环境中进行共晶键合,键合过程不需使用助焊剂,避免了助焊剂对微器件的污染.实验表明:这种键合工艺具有较好的气密性,键合区合金层分布均匀,无缝隙、气泡等缺陷,键合强度较高,能够满足电子元器件和微机电系统(MEMS)可动部件低温气密性封装的要求.     

真空密封圈气密性研究北大核心CSCD

主要就真空马桶中密封圈的气密性进行了仿真研究,并建立了相应的几何模型,利用橡胶的单轴拉伸实验验证出符合的本构模型,在将本构模型运用到workbench中对其进行有限元分析,模拟了在不同的真空度、摩擦系数、几何公差下接触应力大小。发现不同的条件下密封圈的密封效果存在差异,密封圈与球阀接触面之间的应力情况,接触间隙都有一定范围变化,运用MATLAB分析模拟所得数据得出最优的设计参数。在结合相应的设计手册,对比模拟结果,验证接触应力是否符合相关标准,进行样机的实验测试,所设计的真空密封圈符合密封要求。     

基于低温直接键合的血细胞计数芯片结构制备

研究了一种新颖的微流管道血细胞计数器的结构及其工作原理,采用流体动力学对其液体分层流动特性进行了仿真分析,结合图形制备和低温直接键合工艺制作了硅基微流体管道血细胞计数器结构,并采用红外透射方法对微流体管道结构进行了检测.对封闭管道的流通性及结构的键合强度也进行了测量.研究分析表明,采用上述工艺制备的微流体芯片结构与电子器件兼容性好,具有良好的化学惰性和热稳定性,而且管道结构规则,精度高,键合界面层薄,具有较好的应用前景.     

基于图像处理技术的真空电弧参数化研究北大核心CSCD

真空电弧的演变规律对于真空断路器的设计具有重要意义。本文结合图像处理技术,利用拆除屏蔽罩的玻璃真空灭弧室,对交流电弧和直流开断电弧进行了拍摄及数字化分析。并采用改进的双阈值灰度图像分割算法,将电弧图像分割为三个特征区域,并计算出电弧直径、高灰度值区面积、高灰度值区面积率三个特征参数。结果表明,在纵向磁场下的作用下,交流电弧在2 ms左右的初始扩散过程后,会继续稳定燃烧直至电流自然过零熄灭;而直流开断电弧在被引燃后,存在1 ms左右的高灰度值区面积率较高的过程,随后经历短暂的扩散过程后,由于换流电流的投入而快速熄灭。     

IC封装中镀钯铜线与裸铜线键合比较研究

镀钯铜线（PdCu）是半导体封装中传统金线键合向铜线键合发展过程中出现的产物,与裸铜线（Bare Cu）键合相比,有着其特有的优劣势。本文通过分析研究发现两种铜线工艺参数有比较大的差别,第一焊点的可靠性测试结果基本相同,而第二焊点结果有一定的区别。本文主要实验数据研究分析镀钯铜线与裸铜线键合的区别,包括第一焊点空气球的可重复性、电火花（EFO）电流大小对焊接结果的影响、铝层挤出的比较。第二焊点的焊接表现,参数范围的变化。可靠性测试结果等。     

基于正交试验分析的阳极键合强度研究

采用抗拉强度作为键合质量评价的指标,对硅-玻璃阳极键合的键合温度、冷却速度、退火温度和时间等四个参数的三个位级下的键合效果进行了分析。通过采用正交试验分析法,将81组试验减少为9组并进行了试验。采用自制的抗拉强度测试机对强度进行了测试,结果发现,阳极键合后的冷却速度对强度的影响最为显著,冷却速度越低,强度越高。最后对断裂面进行了SEM分析并对试验结果进行了讨论。     

百合真空旋蒸干燥工艺优化北大核心CSCD

为了探究百合干燥新工艺,提高百合干品质,缩短干燥周期,本文试用真空旋蒸技术进行干燥脱水的试验研究。试验研究了真空干燥温度(55、60、65、70和75℃)、干燥真空度(0.06、0.07、0.08和0.09 MPa)和干燥转速(0、60、120和180 r/min)对百合干燥特性和品质的影响,以维生素C含量、复水比和色泽(L~*、a~*、b~*和E~*)作为品质指标。同时,采用Box-Behnken试验设计构建二次多项式回归方程模型以及百合真空旋蒸干燥较优工艺条件。单因素试验中真空干燥温度、干燥真空度和干燥转速对百合真空干燥特性均有极显著影响(p<0.01),其中干燥温度和真空度对百合片维生素C含量也有极显著影响(p<0.01),干燥转速有显著影响(p<0.05),各因素对维生素C含量的影响均呈现先上升后下降趋势。响应面试验分析中,各因素对百合片干燥综合评分的影响顺序为干燥温度=干燥真空度>干燥转速。百合真空旋蒸干燥最佳工艺参数为干燥温度70℃,干燥真空度0.08 MPa,干燥转速80 r/min,所需时间5.5 h,测得维生素C含量13.98 mg/100 g,复水比2.01,色泽ΔE~*值9.26。试验表明真空旋蒸干燥工艺后,百合片品质优秀,较热风干燥和真空冷冻干燥干燥时间大大缩短,研究结果可为真空旋蒸干燥技术在百合干燥工业生产中的应用提供借鉴。     

基于静电键合的聚醚型聚氨酯基固体电解质柔性封装材料

随着小型功能化移动电子装置的高速发展,制备一种柔性、长寿命的高稳定器件替代传统的刚性电子器件的重要性愈加凸显。静电键合是一种先进的材料连接技术,其连接强度高、密封性好、键合温度低、可以实现异种材料连接等特点在柔性器件的封装中展现出巨大的潜能。传统的聚合物固体电解质室温离子电导率低、机械性能差,无法很好的用于静电键合工艺,同时也制约了静电键合在柔性器件制备与封装中的应用。聚氨酯独特的微相分离结构赋予了其良好的物理化学性能,多样化的载流子通道、可调节的柔性链段以及拥有大量可解离锂盐的极性基团等特点使其成为理想固体电解质基体材料成为可能。从4个方面综述了聚氨酯基体材料进行分子结构设计和制备工艺优化的方法,旨在提高其室温离子电导率和机械性能,适合于静电技术的柔性器件封装。     

应用于聚合物复合弹性体柔性封装的阳极键合

采用预聚体法制备了三种应用于阳极键合柔性封装的聚合物复合弹性体(PEO-PUEs)阴极材料,并在室温下浇注固化。PEO-PUEs复合材料具有良好的耐热性和柔顺性,5%热分解温度T_d,5%高于250℃,玻璃化转变温度T_g低于-40℃,且力学性能良好。当1,4-丁二醇(BDO)含量为50wt%、三羟甲基丙烷(TMP)含量为50wt%、SiO₂含量为1wt%时,PEO-PUEs复合材料在阳极键合温度下(65℃)具有较高的离子导电率,PEOPUEs复合材料的离子导电率最高可达1.50×10^-3 S·cm^-1,符合阳极键合对阴极材料的要求。设计了专用于聚合物复合材料的热引导动态场阳极键合工艺,并成功应用于PEO-PUEs复合材料与Al箔的阳极键合连接,当BDO含量为50wt%、TMP含量为50wt%、SiO₂含量为1wt%时,PEO-PUEs复合材料和Al箔阳极键合的连接性能最好,键合界面拉伸强度达1.26 MPa。通过与传统阳极键合工艺对比,热引导动态场阳极键合具...     

中子慢化器低温及真空性能测试系统设计北大核心CSCD

中子慢化器低温及真空性能测试系统,用于验证中国散裂中子源氢慢化器的低温性能和真空密封性。此套系统由供液系统、气体加热系统、流量控制系统、温度与压力监测系统组成,采用液氮替代液氢作为测试介质,通过加热器对液氮直接加热的方式获得低温氮气。每根输液管道都是独立的真空单元,配有真空抽口,采用双层不锈钢管道,管道之间做绝热处理。通过控制加热器与内管的装配精度来保证气体换热效率。使用Lakeshore Model 336温控仪和TELEDYNE HASTINGS流量控制器进行气体温度和流量调节。该系统气体输出温度精度达到±5 K,气体输出流量约500 L/min±10%。此套系统不仅为大型低温系统提供安全可靠的低温测试工作介质,同时节约了实验成本,将来在航空航天领域能得以应用推广。     

真空低温防护热板法导热系数测量仪的研制北大核心CSCD

建立了一套可应用于真空条件下的双试件防护热板法导热系数测量装置,装置中设计了真空调节装置和低放气率的多层隔热结构,可实现真空度为10^(-4)Pa量级~常压下的环境压力调节;通过液氮(或恒温浴)降温和电加热共同控温,可实现-160—280℃的温度控制和导热系数测试。而后通过国家标准样品检验了装置的测量准确性,表明本装置对国家标准样品的测试偏差小于1%;并测量了不同真空度和不同温度条件下的样品导热系数;最后给出了装置的不确定度分析,计算表明本装置在全量程的测量不确定度优于±5%。     

低温多效海水淡化真空系统抽气量的研究北大核心CSCD

低温多效海水淡化装置的蒸发温度不高于70℃,设备需在真空环境下运行,因此,真空度的保持是整个系统稳定运行的重要保障。本文对海水淡化系统中不凝气体析出量、空气泄漏量以及携带蒸汽量等参数的传统计算方法,进行了分析并提出了修订及改进。结合低温多效海水真空系统抽气量的具体案例给出了详细计算过程和结果,为低温多效海水淡化装置的真空系统的计算机辅助设计和选型提供理论支持。     

基于真空环境的位移传感器校准系统精度研究北大核心CSCD

介绍了基于真空环境下位移传感器静态校准系统原理及其精度验证。传统的位移传感器校准装置和方法都在大气环境下进行,影响因素较多,测量精度也不易提高。该装置通过刚性传动装置,使真空中的位移与空气中的位移保持一致,由位移传感器测得空气中的位移值,由单频激光干涉仪通过迈克尔逊光学系统测得真空中的位移,两者之差,即是传感器的示值误差。最后,按照JJF 1305—2011的校准要求,对被测传感器进行了精度校准。     

镀Au键合Ag线性能对键合质量的影响研究

利用扫描电镜、能谱仪、拉力-剪切力测试仪等研究了不同镀Au厚度的镀Au键合Ag线Free Air Ball(FAB)特性和不同力学性能的镀Au键合Ag线对键合强度及其可靠性的影响规律,研究结果表明：镀Au键合Ag线镀层厚度过小会造成Electronic-Flame-Off(EFO)过程中的FAB偏球及球焊点形状不稳定,镀层厚度过大会导致FAB变尖;高强度、低伸长率会造成焊点颈部产生裂纹而造成焊点的拉力偏低并在颈部断裂,低强度、高伸长率引起颈部晶粒粗大进而降低颈部连接强度;镀Au键合Ag线颈部应力集中或内部组织结构不均匀,在冷热冲击周期性形变作用下,球焊点颈部产生裂纹并引起电阻增加,进而导致器件失效.     

ICPCVD低温生长非晶硅的工艺及光学特性研究北大核心CSCD

文章利用ICPCVD在100℃及以下玻璃和蓝宝石片衬底上生长非晶硅薄膜,并通过调节Ar和SiH4气体流量比例、射频功率及衬底温度等参数,实现低温下高质量非晶硅薄膜的生长。随后用拉曼光谱表征分析研究了衬底温度变化对非晶硅薄膜沉积质量的影响,并计算出衬底温度为100℃时,非晶硅薄膜的结晶分数和微晶尺寸分别为64.4%和4.7 nm。此外还研究了非晶硅薄膜折射率和透过率等光学特性,并计算出薄膜的光学带隙最低为1.68。最后制备了两种a-Si/SiO_(2)/a-Si布拉格反射结构,厚度分别为36/100/41 nm和62/132/60 nm。两种结构在可见光和红外波段分别实现了90.4%和88.9%的最高反射率。     

键合Cu线无卤直接镀Pd工艺及性能研究

利用扫描电镜、聚焦离子束、强度测试仪研究了键合铜线无卤直接镀钯工艺及不同模具孔径对镀钯键合铜线表面质量、镀层厚度的影响规律,分析了钯层均匀性对键合性能的影响机理.研究结果表明:无卤直接镀钯工艺可获得镀层均匀的镀钯键合铜线;直接镀模具孔径大于被镀铜线直径3~4μm时,镀钯铜线镀层均匀且表面光洁;镀钯铜线钯层不均匀会造成Electronic-Flame-Off(EFO)过程中的Free Air Ball(FAB)偏球缺陷,进而降低焊点力学性能;直接镀钯键合铜线镀层均匀,避免了Free Air Ball(FAB)偏球缺陷,焊点球剪切力≥15 g、球拉力≥8 g,呈非离散分布,满足工业化要求.