利用材料热膨胀系数设计焊接模

人们早已 利用金属材料的线热膨胀系数设计双金属温度仪及一些热敏元件。本文将材料线热膨胀系数法用于设计某型捷变频磁控和罩焊接极，取得了满意的效果。     

铜互连结构热应力分析及介电材料选择优化

基于Ansys有限元软件,采用三级子模型技术对多层铜互连结构芯片进行了三维建模.研究了 10层铜互连结构总体互连线介电材料的弹性模量和热膨胀系数对铜互连结构热应力的影响,在此基础上对总体互连线介电材料的选择进行优化.结果表明,总体互连线介电材料的热膨胀系数对铜互连结构的热应力影响较小,而弹性模量对其影响较大;各层介电材...     

弹载光学系统复合材料支撑结构低热膨胀优化

为了减小弹载光学系统支撑结构在服役温度下的热膨胀变形，选用纤维方向热膨胀系数小、可设计性强、比重小的碳纤维复合材料代替钛合金作为支撑结构主体材料。首先测定复合材料沿纤维方向和垂直纤维方向的线热膨胀系数，并在此基础上建立复合材料层合结构热膨胀仿真分析方法，然后以轴向前端热膨胀变形量最小为目标、质量与基频为约束进行复合材料支撑结构优化设计，通过有限元数值仿真验证设计方法的有效性。结果表明：碳纤维复合材料支撑结构相较于钛合金支撑结构在50℃的均匀温升区间内轴向前端热膨胀变形减小87.8%，质量减小63.2%，基频提升了24.4%，满足了支撑结构对超低热膨胀、轻量化和动态特性的要求。     

Cr_2O_3掺杂对钡硼硅微晶玻璃的性能影响

采用固相合成法制备了高膨胀系数钡硼硅微晶玻璃材料。通过对该微晶玻璃进行X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)测试分析研究铬掺杂对BaO-B2O3-SiO2力、热、电性能及微观机理的影响。结果显示,热膨胀系数与介电损耗随Cr2O3含量增加而增大,研究表明,加入Cr2O3会促进该体系晶粒的生长,并促使晶相由石英晶相转变为方石英晶相,方石英热膨胀系数较高,其晶相含量增多导致热膨胀系数增大。该体系Cr2O3质量分数为0.5%时,制备出具有较高热膨胀系数(18.44×10-6/℃),较高抗弯强度(187 MPa),较低相对介电常数(5.5)的封装材料。     

新型多晶硅薄膜热膨胀系数在线测试结构

提出了一种新型多晶硅薄膜热膨胀系数的在线测试结构.给出了热电机械耦合模型和测试方法、结构参数设计的优化方案及误差分析,并利用ANSYS软件进行模拟.该结构测量方便,独立性较高,误差较小,用电学量形式输出,对于薄膜热膨胀系数的在线检测有较高的参考价值.     

倒装芯片封装中多层铜互连结构的界面分层

芯片封装过程中，较高的机械热应力易导致多层铜互连结构发生分层甚至断裂失效。运用三级子模型技术建立了倒装芯片10层铜互连结构的有限元分析模型，通过计算不同界面裂纹尖端能量释放率对多层铜互连结构的界面分层展开研究。结果表明：第10层Cu/SiN和金属间电介质(IMD)/SiN界面，以及第9层Cu/SiN界面的裂纹尖端能量释放率远大于其他界面，是易发生分层失效的关键界面；总体互连线介电材料的弹性模量和热膨胀系数对关键界面能量释放率都有影响。基于此分析，对总体互连线介电材料的选取进行优化，发现第10层选择弹性模量与热膨胀系数乘积最大的非掺杂硅玻璃(USG),第9层选择弹性模量与热膨胀系数乘积最小的有机硅酸盐玻璃(OSG)时更有利于提高多层铜互连结构界面可靠性。     

新型多晶硅薄膜热膨胀系数在线测试结构

提出了一种新型多晶硅薄膜热膨胀系数的在线测试结构．给出了热电机械耦合模型和测试方法、结构参数设计的优化方案及误差分析,并利用ANSYS软件进行模拟．该结构测量方便,独立性较高,误差较小,用电学量形式输出,对于薄膜热膨胀系数的在线检测有较高的参考价值．     

基于稳健设计的PBGA器件焊点热机械疲劳可靠性的优化设计

基于稳健设计与有限元法,研究了加速热循环测试条件下塑封球栅阵列(PBGA)焊点的热机械疲劳可靠性.考虑PCB大小(A)、基板厚度(D)、硅片热膨胀系数(G)、焊点热膨胀系数(H)等八个控制因素,使用L₁₈(2¹×3⁷)混合正交表,以对焊点热机械疲劳寿命的考核为目标,对PBGA焊点进行了优化设计.结果表明,影响焊点可靠性的显著性因素依次是基板热膨胀系数、焊点的热膨胀系数、基板厚度、芯片的热膨胀系数;最优方案组合为A1B2C3D1E2F1G3H1.进一步的验证试验结果表明,与原始方案相比,该优化方案的最大等效应变降低了66%,信噪比提高了22.4％.     

高平均功率行波管技术

文内描述最近发展了的一些新技术。这些技术使瓷棒夹持螺线型行波管平均功率产量得到改进。介绍体积小制造简化的高强度慢波线——陶瓷棒连结方法。陶瓷棒与管壳间热传导问题因两者焊接而解决。这种焊接是籍使用复合的金属真空管壳而实现的。该金属设计得使它的热膨胀系数与陶瓷的热膨胀系数精确的匹配。内部衰减器由喷涂的碳化钛制成,此种材料的电阻率的温度系数是零。它喷涂于已连结的陶瓷棒——慢波线部件上。从而就构成简单的由慢波线、夹持棒和衰减器组成的线路部件。叙述精确地排列周期磁铁极靴片的方法,此项技术保持了分开的极靴片与磁铁的适应性,以便在管子制成后装配磁系统。此外,第一峰值磁场的位置很容易地可置于漂移区的入口处附近。休斯公司许多行波管产品使用了上述的各项技术。其中之一(549 H)将在本文中叙述。该管具有倍频程带宽,10千瓦的脉冲输出功率和大的工作比。     

复合晶核剂对BaO-B_2O_3-SiO_2微晶玻璃性能的影响

采用固相法制备高热膨胀系数BaO-B2O3-SiO2微晶玻璃,并通过X线衍射分析(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法研究不同比例锆钛复合晶核剂对微晶玻璃中石英的晶型转变、显微结构、热膨胀性能和介电性能的影响。结果表明,适当增大BaO-B2O3-SiO2微玻璃中晶核剂TiO2/ZrO2的比例,能促进微晶玻璃中石英晶相向方石英晶相的转变,提高微晶玻璃的热膨胀系数;晶核剂含量(质量分数)为3%ZrO2+4%TiO2时,制备出微观结构均匀致密,密度为2.876g·cm-3,弯曲强度为172 MPa,热膨胀系数为16.05×10-6/℃,介电常数为5.81及介质损耗为6.4×10-4的低温共烧陶瓷(LTCC)基板封装材料。     

SiP封装传感器中金丝可靠性设计与分析

SiP封装的传感器中,连接MEMS传感器芯片和ASIC芯片的金丝被包裹在软硅胶和硬塑封料中,由于硅胶和塑封料热膨胀系数差异很大,后期的温度循环等环境实验中容易出现金丝断路的风险。针对这一风险进行可靠性设计,并用实验进行验证。结果表明,采用矩形线弧方式并控制硅胶包裹工艺,保证金丝折弯部分处于硅胶包裹内,可以有效缓解热循环产生的应力对键合金丝第二焊点的损伤,使传感器产品可靠性通过欧洲汽车电子标准AEC-Q100中的温度循环测试。     

薄膜内应力与温度特性的研究

本文论述了薄膜应力快速测量系统中测温系统的设计原理及数据的处理方法，倒置了簿膜内应力与温度变化的关系曲线，从而计算出簿膜的热膨胀系数和复合弹性模量。     

TiO_2掺杂量对PTFE/SiO_2复合材料性能的影响

采用新型化学工艺,制备了SiO2与TiO2共同填充的PTFE复合材料,系统研究了TiO2掺杂量对所制复合材料显微结构、微波介电性能和热膨胀系数的影响。结果表明,复合材料的密度、介电常数和热膨胀系数都随着掺杂量的增大而增加,吸水率随着掺杂量的增大而减小,介电损耗随着掺杂量的增大先减小后增大。当TiO2掺杂量为质量分数7%时,PTFE很好地包覆在SiO2表面,复合材料结构致密,具有与铜箔较为匹配的线膨胀系数(17.76×10–6/℃),且介电性能优良(εr=2.94,tanδ=0.000 82)。     

激光熔覆层热膨胀系数对其开裂敏感性的影响

通过适当调整Fe-Cr-Ni合金的成分,改变其热膨胀系数,用以进行激光熔覆,并研究熔覆层的开裂敏感性,结果表明降低熔覆层热膨胀系数有利于明显减小激光熔覆层的开裂敏感性.对此进行了较详细的分析,并为解决熔覆层开裂,提出了熔覆合金与基材间热膨胀系数差值要有合理范围的观点.     

FBG封装材料热膨胀系数对温度传感精度的影响

光纤光栅温度传感器的增敏封装技术是促进其工程化的关键,其中增敏材料的参数特性决定了传感器的精度。讨论了奥氏体不锈钢304材料的热膨胀系数特性,研究了其热膨胀系数随温度变化的关系,分析了线性热膨胀系数对光纤布拉格光栅(FBG)温度传感公式的影响,提出用二次多项式拟合方法修正开槽钢柱封装的FBG温度系数,并搭建系统进行了实验验证。结果表明:同一温度下,实测的传感器中心波长值与采用固定热膨胀系数下的波长值相差较大,且温度越高二者差值越大,100℃时达0.075nm,温度偏差2.58℃;而实测中心波长值与采用线性热膨胀系数下的中心波长值基本一致,二者的二次多项式拟合优度达0.9999。因此,考虑封装材料的热膨胀系数变化特性,采用二次拟合方法将大大提高传感器的测量精度,适用于对温度传感精度要求较高的场合。     

厚铜箔印制板尺寸稳定性研究

伴随着电源模块等大功率元器件的市场需求量不断加大,厚铜箔印制电路板的产量也不断增加,其对品质的要求也越来越严格。众所周知,厚铜箔印制电路板在其生产制作中产生的热膨胀系数量一直是影响其品质的重要因素,本文正是着眼于信息产业高科技、高精度的要求,通过对厚铜箔板的工艺流程、材料本身特点、设计三个因素来试验找出厚铜箔印制板系数补偿的重点考虑因素,同时对热膨胀系数量进行统计分析,从而保证厚铜板涨缩控制在范围之内,达到客户的要求。     

多晶硅薄膜热膨胀系数的电测试结构

提出了一种新型多晶硅薄膜热膨胀系数的电测试结构,给出了热机电耦合模型和测试方法,并利用Coventor软件和ANSYS软件进行模拟和验证.分析表明模拟结果和理论结果基本一致,从而验证了该模型. 该方法能够实现多晶硅薄膜热膨胀系数的在线提取,测量方便,独立性较高,以电学量形式输出,对于薄膜热膨胀系数的在线检测有一定参考价值.     

多晶硅薄膜热膨胀系数的电测试结构

提出了一种新型多晶硅薄膜热膨胀系数的电测试结构,给出了热机电耦合模型和测试方法,并利用Coventor软件和ANSYS软件进行模拟和验证.分析表明模拟结果和理论结果基本一致,从而验证了该模型.该方法能够实现多晶硅薄膜热膨胀系数的在线提取,测量方便,独立性较高,以电学量形式输出,对于薄膜热膨胀系数的在线检测有一定参考价值.     

硅基二氧化硅波导的双折射效应补偿理论分析

使用有限元方法分析了硅基二氧化硅波导的两种偏振补偿方法的可行性.结果表明采用应力释放槽和调节上包层热膨胀系数都可改善波导的偏振相关性.采用应力释放槽可以释放波导中的由于硅衬底与二氧化硅热膨胀系数失配造成的压应力,可以影响芯区附近的应力分布,但是只有释放槽的深度达到一定值时才能改善波导的偏振相关性,增大槽的宽度也在一定程度改善偏振相关性,但效果较差.调节波导上包层的热膨胀系数可以很好的解决波导的偏振相关问题,而调节波导的其它层的热膨胀系数对波导的偏振相关作用较小.     

硅基二氧化硅波导的双折射效应补偿理论分析

使用有限元方法分析了硅基二氧化硅波导的两种偏振补偿方法的可行性.结果表明采用应力释放槽和调节上包层热膨胀系数都可改善波导的偏振相关性.采用应力释放槽可以释放波导中的由于硅衬底与二氧化硅热膨胀系数失配造成的压应力,可以影响芯区附近的应力分布,但是只有释放槽的深度达到一定值时才能改善波导的偏振相关性,增大槽的宽度也在一定程度改善偏振相关性,但效果较差.调节波导上包层的热膨胀系数可以很好的解决波导的偏振相关问题,而调节波导的其它层的热膨胀系数对波导的偏振相关作用较小.