功率微电子封装用铝基复合材料

微电子技术的发展对电子封装提出更高的要求，现有封装材料在性能方面存在局限性，已无法全面满足现代及一电子产品的要求，新型金属基复合材料因此应运而生，其中最有前景的封装材料是Ａｌ／ＳｉＣ。     

SiCp/Al复合材料在电子封装应用中的基础研究

采用挤压铸造方法,制备了高体积分数的SiC增强铝基复合材料。经扫描电镜分析,复合材料颗粒分布均匀,材料组织致密。通过改变铝合金成分与SiC含量,SiCp/Al复合材料材料热膨胀系数介于(6.9~9.7)106℃1之间可调,热导率大于120 W/(m·℃),材料的比强度、比模量高。对材料表面涂覆性能进行了可行性研究,得到了实用的Ni和Cu镀层。     

电子封装用环氧树脂基复合材料的优化

研究了593固化剂不同用量加入电子封装用环氧树脂E-51中的效果,以及在E-51,Al2O3复合材料中硅烷偶联剂不同用量的效果,结果显示:593固化剂与环氧树脂质量比为1:4时,复合材料的致密度高,气孔少,成型效果好;当硅烷偶联剂KH-560质量分数为8%时,复合材料的热导率达到0.75 W/(m·K).     

电子封装中的铝碳化硅及其应用

随着电子封装技术的迅速发展,铝碳化硅AlSiC金属基复合材料成为高新封装技术的热门话题之一。AlSiC在电子封装中优势凸现,文章主要介绍AlSiC的性能特点、类型、制备方法以及在电子封装中的应用,并展望了这类封装材料的发展趋势。     

电子封装用SiC_p／Cu复合材料制备与性能

采用挤压铸造方法制备了体积分数为55％、不同颗粒粒径增强的电子封装用SiCp／Cu复合材料,并分析了颗粒尺寸和热处理状态对材料物理性能和力学性能的影响规律。显微组织观察表明SiC颗粒分布均匀,复合材料组织致密;随着SiC颗粒尺寸的减小,复合材料的平均线膨胀系数和热导率均降低;退火处理可以降低复合材料的热膨胀系数,同时提高材料的热导率。复合材料具有高的弯曲强度和弹性模量,退火处理后材料的弯曲强度降低,但弹性模量变化不大。     

功率微电子封装用铝基复合材料

微电子技术的发展对电子封装提出了更高的要求，现有封装材料在性能方面存在局限性，已无法全面满足现代及下一代电子产品的要求，因此，新型金属基复合材料（MMC）应运而生，其中最有前景的封装材料是AI／SICo本文根据近几年国际上报导的有关资料，对Al/SiC的性能、制造工艺及封装制造途径进行了综述，提出了在我国开展这方面工作的建议。     

高导热聚合物基复合封装材料及其应用

微电子封装密度的提高对传统环氧塑封料的导热性能提出了更高的要求,将高导热的陶瓷颗粒/纤维材料添加到聚合物塑封材料中可获得导热性能好的复合型电子封装材料。文章结合高导热环氧塑封材料的研究工作,评述了高热导聚合物基复合封装材料的材料体系、性能特点和在微电子封装中的应用情况。分析讨论了影响聚合物基复合电子封装材料导热性能和介电性能的因素,提出了进一步提高聚合物基复合电子封装材料导热性能的途径。     

电子封装用金属基复合材料的研究现状

微电子技术的飞速发展也同时推动了新型封装材料的研究和开发。本文综述了电子封装用金属基复合材料的研究和发展状况,并以A1/SiCp为重点,分析对比了目前国内外的差距,提出了其未来的发展趋势及方向。     

电子封装用SiCp/Al复合材料的研究现状及展望

电子封装技术的快速发展对封装材料的性能提出了更为严格的要求。文章介绍了电子封装用SiCp/Al复合材料的研究现状和进展,讨论了其制备工艺和性能。文中着重介绍了空气气氛下的无压自浸渗制备方法,并进一步提出了SiCp/Al复合材料存在的主要问题以及今后的研究方向。     

电子封装的简化热模型研究

集成电路的飞速发展使得从封装到电子设备的单位体积功耗和发热量不断增加。电子系统散热问题需要在设计阶段就通过热仿真予以充分考虑和预测。电子封装作为电子系统的最小组成部分,其简化模型的优劣直接影响电子系统热分析的速度和准确性。本文主要讨论单芯片封装稳态简化热模型的建立。先后介绍了从最简单的单热阻模型到目前广为关注的边界条件独立的DELPHI简化模型的结构。其中着重分析了两热阻模型和DELPHI模型的建模方法及过程。     

硅表面溅射氮氧铝膜的实验研究

本文报道在氮氧混合气体中用射频反应溅射法在硅表面成功淀积氮氧铝膜的实验研究结果。给出膜淀积工艺、膜的原子组元和浓度、含有不同氧原子浓度的膜的折射率和击穿电场强度以及膜的X-光衍射谱。     

激光焊接铝基复合材料钛的原位增强作用

本文采用激光焊接SiC_p/6063铝基复合材料,并利用Ti对焊缝进行原位增强。研究结果表明,焊缝和热影响区均较窄,焊缝中观察不到孔洞存在。对焊缝中心的微观组织分析表明,焊缝基体的晶粒非常细小,呈等轴结晶方式,焊缝组织非常致密,没有明显的微观气孔和裂纹。焊缝中已经观察不到SiC颗粒与基体在熔焊条件下发生反应生成的针状反应物Al_4C_3,而是尺寸更为细小的TiC颗粒,近似呈球形,在焊缝中分布比较均匀。整个焊接区域转变为母材是SiC颗粒增强的Al基复合材料,而焊缝主要是以TiC颗粒增强相以Ti为基体的局部区域。研究结果表明,用钛作为合金化元素通过使用原位焊缝合金化/脉冲激光焊接SiC_p/6063复合材料可以达到完全抑制在焊缝中心区形成Al_4C_3,焊缝接头强度由于快速固化的TiC等相而得到提高。     

电子封装用高导热金属基复合材料的研究

高导热金属基复合材料具有优异的热物理性能,且密度较低,是非常理想的电子封装材料。但是由于其本身高的脆性和硬度,使得该材料很难通过二次机械加工成所需要的形状,严重制约了该材料的应用。本文总结了本实验室在第三代SiCp/Al电子封装材料以及第四代金刚石/Cu（或Al）电子封装材料的近净成形制备方面所取得的一些突破性成果,并就相关的关键工艺进行了讨论,论文最后对电子封装用高导热金属基复合材料未来的发展做出了展望。     

基于近似模型的电子封装散热结构优化设计

针对封装散热结构优化问题中存在的难点,提出了一种基于近似模型和随机模拟的快速全局优化方法.利用Kriging方法建立封装散热结构的近似模型,重构原始的优化问题,采用随机模拟对重构出的目标函数进行寻优,从而得到最优解.采用CVT试验设计,使Kriging模型的泛化预测能力达到最大程度的发挥;在随机模拟中采用Quasi-Monte Carlo法,有效地提高了寻优的效率.以方形扁平封装器件为例,应用该方法实现了封装散热结构的优化,结果表明所提出的方法有效地解决了设计变量中含有离散变量的问题,并且大大提高了随机模拟优化的计算效率.     

Transient Submodeling Analysis for Board-Level Drop Tests of Electronic Packages

We present in this paper a submodeling analysis procedure capable of solving transient mechanical responses of board-level electronic packages subjected to drop impact loads, involving large deformations and nonlinear elastoplastic constitutive relationships for the solder alloy. This paper is focused on the verification of this submodeling analysis procedure and to investigate solution deviations caused by several abbreviated global models that involve simplified geometry or material properties for the solder joints     

掺Al的纳米Si-SiO2复合薄膜的光学非线性特性

采用时间分辨四波混频方法,用钛宝石飞秒激光器测量了掺Al的纳米Si-SiO2复合薄膜的光学非线性特性.得到薄膜非共振三阶非线性极化系数为1.0×10-10esu,弛豫时间为60fs.分析认为薄膜的光学非线性增强来源于SiO2镶嵌的纳米Si中电子的量子限制效应,而不是来源于Al杂质,这是因为Al易被氧化,薄膜中没有形成Al团簇.     

掺Al的纳米Si-SiO2复合薄膜的光学非线性特性

采用时间分辨四波混频方法,用钛宝石飞秒激光器测量了掺Al的纳米Si-SiO2复合薄膜的光学非线性特性.得到薄膜非共振三阶非线性极化系数为1.0×10-10esu,弛豫时间为60fs.分析认为薄膜的光学非线性增强来源于SiO2镶嵌的纳米Si中电子的量子限制效应,而不是来源于Al杂质,这是因为Al易被氧化,薄膜中没有形成Al团簇.     

大功率LED焊料层的可靠性研究

将功率循环方法应用于大功率LED焊料层的可靠性研究,对比分析了在650 mA,675 mA和700 mA电流条件下大功率LED焊料层的热阻退化情况。实验结果表明,循环达到一定次数,大功率LED热阻才开始退化,并呈线性增加,从而引起光通量下降;另外,失效循环次数与电流值之间呈线性关系,并外推出正常工作条件下焊料层寿命为90 968次。对样品进行了超声波检测(C-SAM),发现老化后LED焊料层有空洞形成,这说明空洞是引起热阻升高的主要原因。