玻璃金属封接工艺的金相研究

影响密封继电器使用的可靠性在于其气密性,而玻璃金属封接工艺是气密性的核心工艺。文章进行了一系列硅硼硬玻璃与4J29合金的封接试验,对各个关键封接工艺阶段的样品进行金相分析,得出一些获得气密封接的条件。在本试验条件下,4J29合金零件在1020℃真空条件下,保温10min～30min,再经过在650℃可控气氛中保温2．5min～5min后,与玻璃坯封接得到的底座,泄漏率95％以上能达到≤1×10^-4pa·cm^3．s^-1。此外,采用金相技术分析了玻璃合金封接界面的结合情况,并提出了提高玻璃金属封接气密性的途径。     

精确低噪声串联电压基准 针对不同的应用有相应级别

LTC6652非常适用于高性能、高温工业和汽车应用,以及数据采集和医疗仪器应用。性能特点可选电压为1．25V、2．048V、2．5V、3V、3．3V、4．096V和5V;完全规定在-40-＋125℃温度范围内工作;A级有0．05％的初始准确度,5×10^-6／℃的漂移,B级有0．1％初始准确度,10×10^-6／℃漂移;2．1×10^-6（0．1～10Hz）的噪声,±5mA吸收和提供能力,低功率停机：最大值〈2μA;300mV压差;最大电压调节为50ppm／V;最大负载调节为75×10^-6／mA;无须外部负载电容器;8引脚MSOP封装。     

石墨烯MEMS压力传感器Au/Sn共晶键合气密性封装

针对石墨烯MEMS压力传感器气密性封装的需求,设计出一种用于石墨烯MEMS压力传感器芯片级Au/Sn共晶键合工艺方法。石墨烯压力传感器芯片键合密封环金属采用50/400 nm的Cr/Au,基板键合密封环金属采用50/400/500/3 nm的Cr/Au/Sn/Au。随后使用倒装焊机在280℃以及8 kN的压力环境下保持6 min,完成芯片与基板的Au/Sn互溶扩散键合工艺,从而实现石墨烯压力传感器芯片的气密性封装。对键合指标进行测试,平均剪切力达20.88 MPa,平均漏率为4.91×10^-4 Pa·cm³/s,满足GJB548B-2005的要求。通过比较键合前后的芯片电学特性,石墨烯敏感结电阻平均值变化了1.1%,具有较高的稳定性。此外键合界面能谱测试结果符合Au/Sn键合金属合金元素组分,为石墨烯MEMS压力传感器低成本、高效率气密性封装奠定了基础。     

Ag—Cu—Ti活性法封接AlN陶瓷与Mo—Cu合金

用AgCu—Ti焊料在真空条件下活性法封接了AIN陶瓷和Mo—Cu合金,用EBSD,EDS,XRD等手段分析了界面结构,对封接件进行了强度和气密性测试。结果显示：焊料中的活性组元Ti与陶瓷反应,形成厚2～3μm,紧邻陶瓷连续分布的反应层;靠近AlN一侧,焊层为AgCu共晶组织,靠近合金一侧,焊层以富Cu相为主。整个界面产物主要有TiN,Cu2Ti,AgTi3,AgTi,Ni3Ti等化合物。连接件的剪切强度στ=172．94MPa,弯曲强度στ=69．59MPa,气密性1．0×10^-11=Pa·m^3／s。     

电子封装用硅铝合金激光气密焊接研究

对电子封装用硅铝合金焊接材料的裂纹产生机理进行简要的分析。针对其焊接后极易开裂的现象,通过对硅铝合金的激光焊接工艺参数和焊接结构进行优化,获得漏率R_1小于5×10~(-9) Pa·m~3/s(He)的封装器件。气密性成品率高于95%,且通过按GJB548B-2005方法 1010.1条件B的100次温循等可靠性试验。     

Kovar合金注射成形技术的研究

以Fe粉、Ni粉和Co粉为原料,研究了利用注射成形技术生产Kovar合金封装盒体的工艺.选择了一种蜡基多聚物粘结剂体系,在粉末装载量为58%时,喂料的最佳注射参数是:温度160～170℃,压力90～120 MPa.以喂料的热分析结果为指导,制定出合理的热脱脂工艺,对于6 mm×6 mm×50 mm的注射坯,总共脱脂时间约为18 h.将脱脂坯在1300℃烧结后,材料的致密度可达8.06 g·cm-3,热膨胀系数在(4.5～6.0)×10-6K-1之间(25～450℃),所制备的封装盒体的气密性小于1.2×10-9Pa·m3·s-1.     

Au/Sn共晶键合技术在MEMS封装中的应用

研究了Au/Sn共晶圆片键合技术在MEMS气密性封装中的应用。设计了共晶键合多层材料的结构和密封环图形,盖帽层采用Ti/Ni/Au/Sn/Au结构,器件层采用Ti/Ni/Au结构,盖帽层腔体尺寸为4.5 mm×4.5 mm×20μm,Au/Sn环的宽度为700μm,优化了键合工艺,对影响气密性的因素(如组分配比、键合前处理和键合温度等)进行了分析。两层硅片在氮气气氛中靠静态的压力实现紧密接触。在峰值温度为300℃、持续时间为2 min的条件下实现了良好的键合效果,其剪切力平均值达到16.663 kg,漏率小于2×10-3 Pa·cm3/s,满足检验标准(GJB548A)的要求,验证了Au/Sn共晶键合技术在MEMS气密封装中的适用性。     

硼硅酸盐玻璃／Al2O3陶瓷LTCC材料的研制

选择邻苯二甲酸二丁酯（DOP）／聚乙二醇（PEG）作为复合增塑剂,经流延制备硼硅酸盐玻璃／Al2O3陶瓷生带,研究生带的力学性能与LTCC基板的理化性能。结果表明：复合增塑剂的增塑效果优于单组份增塑剂,当增塑剂中W（PEG）为30～70％,固含量为86．5～87．3％时,生带拉伸强度为1．94MPa,断裂伸长率为12．07％;烧成LTCC基板具有较低的介电常数（7．1～7．62）,较小的介质损耗（18．4～28．8×10^-4）,合适的热膨胀系数（5．61～6．35×10^-6／℃）,较高的热导率（3．09～3．82W／m·K）,较高的抗弯强度（117～226MPa）。     

Cs（7DJ）＋Cs（6S1／2）间的碰撞能量转移

脉冲激光双光子激发Cs（6S1／2）到Cs（7Dj）态,在样品池条件下,利用原子荧光光谱方法研究了Cs（7Dj）＋Cs（6S1／2）的碰撞能量转移过程。利用三能级模型的速率方程分析,在不同的Cs（6S1／2）密度下,通过对直接荧光和转移荧光的时间积分荧光强度测量,得到了7D5／2→7D3／2精细结构转移截面为σ=（2．9±0．7）×10^-14cm^2。而碰撞转移到7Dj以外的猝灭截面分别为（7．4±2．1）×10^-14cm^2（对J=5／2）和（6．6±1．8）×10^-14cm^2（对J=3／2）。结合已有的实验结果,得到7DJ转移到8P态的截面分别为（0．6±0．3）×10^-14cm^2（对J=5／2）与（0．8±0．4）×10^-14cm^2（对J=3／2）。7D态主要是通过碰撞能量合并的逆过程[即7Dj＋6S→5D＋6P）猝灭。     

激光粉末床熔融增材制造铝合金的室温和高温力学性能研究

激光增材制造铝合金构件室温及高温力学性能对于提升其在航空航天等领域的服役稳定性至关重要。本文研究了成形方式对激光粉末床熔融（LPBF）AlSi10Mg构件室温压缩性能、高温拉伸性能、高周疲劳性能和室温裂纹扩展速率等力学性能的影响规律。结果表明：水平方式成形试样（拉伸、压缩、疲劳等载荷平行于试样铺粉方向）具有更优的压缩性能,表现出更优异的抗压强度及屈服强度（分别为201.0 MPa与251.3 MPa）;在高温拉伸试验中,不同成形方向试样的抗拉强度及屈服强度随着试验温度升高（从100℃升至175℃）均呈下降趋势,而延伸率均逐渐升高,且水平方式成形试样的拉伸性能均优于垂直方式成形试样（载荷垂直于试样铺粉方向）。垂直方式成形AlSi10Mg合金试样经历10⁷循环周次的中值疲劳强度为151.25 MPa,疲劳寿命约为2.1×10⁵周次,疲劳裂纹扩展门槛值为0.981 MPa·m^1/2。     

Cu/Sn等温凝固技术在MEMS气密封装中的应用

研究了Cu/Sn等温凝固键合技术在MEMS气密性封装中的应用。设计了等温凝固键合多层材料的结构和密封环图形,优化了键合工艺,对影响气密性的因素(如密封环尺寸等)进行了分析。在350°C实现了良好的键合效果,其最大剪切强度达到27.7MPa,漏率~2×10-4Pa·cm3/sHe,完全可以满足美国军方标准(MIL-STD-883E)的要求,验证了Cu/Sn等温凝固键合技术在MEMS气密封装中的适用性。     

Invar合金电子封装零件的制备及性能

研究了粉末注射成型技术生产Invar合金电子封装零件的工艺。设计一种新型蜡基多聚合物组元粘结剂,其组成:PW,PEG,LDPE,PP,SA的质量分数分别为50%,20%,15%,10%,5%。并依其差热分析结果制定了合理的脱脂工艺。在1350℃氢气烧结时,可制备出性能优良的PIM Invar合金电子封装零件,其致密度、抗拉强度、30~300℃温度内的平均热膨胀系数α30~300℃分别为98.5%、420MPa、4.5×10–6℃–1,其漏气率小于1.4×10–9Pa·m3·s–1。     

SiO2/4H-SiC界面氮化退火

通过1 300℃高温干氧热氧化法在n型4H-SiC外延片上生长了厚度为60 nm的SiO2栅氧化层.为了开发适合于生长低界面态密度和高沟道载流子迁移率的SiC MOSFET器件产品的栅极氧化层退火条件,研究了不同退火条件下的SiO2/SiC界面电学特性参数.制作了MOS电容和横向MOSFET器件,通过表征SiO2栅氧化层C-V特性和MOSFET器件I-V特性,提取平带电压、C-V磁滞电压、SiO2/SiC界面态密度和载流子沟道迁移率等电学参数.实验结果表明,干氧氧化形成SiO2栅氧化层后,在1 300℃通入N2退火30 min,随后在相同温度下进行NO退火120 min,为最佳栅极氧化层退火条件,此时,SiO2/SiC界面态密度能够降低至2.07×1012 cm-2·eV-1@0.2 eV,SiC MOSFET沟道载流子迁移率达到17 cm2·V-1·s-1.     

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。     

一种应用于二次平行封焊的工艺方法

实现二次平行封焊并达到气密性标准是气密性产品返修的关键。该文介绍了一种应用于二次平行封焊的工艺方法,通过对平行封焊后的气密性元器件进行激光开盖,在控制多余物产生后,利用机加工铣平壳体围框表面进行二次平行封焊。测试并分析了气密性元器件系统集成封装(SIP)模块二次平行封焊后的检漏。结果表明,细检漏率＜1.01×10^-8 Pa·m³/s,粗检漏无连续气泡产生,气密性满足电子与电器元件试验方法(GJB 360B-2009)要求。根据该文介绍的工艺方法可为多余物可控的气密性元器件实现二次平行封焊提供一种有效的解决方案。     

密封高压气体的激光焊接工艺研究

为了实现在器件内密封高压气体,设计制造了一套激光焊接加工设备。主要研究其激光加工参数对焊接工艺的影响,分析单脉冲能量、离焦量、氦气压力等参数,对其焊接熔深、焊缝形貌及气密性的影响。试验结果表明,通过优化工艺试验参数,最终可实现在器件内密封10 MPa氦气,泄漏率小于1.33×10-9Pa·m3/s;并且随着氦气压力的增大,焊接熔深逐步增大,焊缝形貌改善,表面金属光泽度增强。     

用苯并环丁烯进行圆片级硅–硅气密性键合

应用苯并环丁烯(BCB)材料对硅片进行了圆片级低温键合,并研究了其在气密性封装工艺中的应用。测试表明:在250℃的低温键合条件下,封装后样品的气密性优于3.0×10–4Pa.cm3/sHe;剪切力达4.7MPa以上;封装样品合格率达94%以上;通过热循环可靠性测试之后仍具有很好的气密性。BCB是一种较理想的圆片级低温气密性健合封装材料。     

利用背景掺杂对SiC CVD系统总体泄漏程度评价方法研究

以各部分管道检漏达到低于1×10-10(Pa.m3)/s的SiCCVD为考察对象,通过分析SiC热壁式CVD设备中影响背景掺杂浓度的杂质来源和与之对应的硬件因素,对比在不同的真空条件下得到的外延层背景掺杂浓度变化趋势,并得到最低4×1013cm-3的极低背景掺杂浓度。证明反应腔中的石墨,尤其是多孔石墨中吸附的大量氮气提供了作为背景掺杂的氮元素。定性得到系统整体漏率对背景掺杂无显著影响的结果。     

电子封装用AlSiC复合材料热导率影响因素探讨

采用模压成型和真空压力浸渗工艺制备了高体积分数SiC增强Al基复合材料(AlSiC)。物相和显微结构研究结果表明,此种方法制备的AlSiC复合材料,组织致密且大小两种粒径的SiC颗粒均匀分布于Al基质中,界面结合强度高;SiC增强颗粒与Al基质界面反应控制良好,未出现Al4C3等脆性相。在此基础上,研究了基体金属、粘结剂用量、粗细SiC颗粒比例对复合材料热导率的影响。结果表明,以1A90高纯铝为基体的复合材料的热导率高于以6061铝合金为基体的复合材料的热导率;粘结剂用量减少时,复合材料热导率提高;当SiC体积分数一定时,AlSiC复合材料的热导率随增强体中粗颗粒SiC比例增大而增大。