冷变形和热处理对单晶Cu键合丝性能影响

研究单晶Cu键合丝冷加工过程中的微观组织和性能,分析热处理温度和热处理时间对单晶Cu键合丝破断力、伸长率和电阻率的影响.通过对单晶Cu键合丝进行冷加工及热处理,试验结果表明冷加工后的单晶Cu键合丝具有致密的纤维组织结构,强度和电阻率得到提高,伸长率下降.随着退火时间和退火温度的增加,单晶Cu键合丝破断力降低,伸长率增加,电阻率呈下降趋势.对于φ0.025 mm的单晶Cu键合丝,在退火温度为420℃,退火时间为2.4 s时,单晶Cu键合丝具有高的伸长率和较高的破断力.在热处理过程中张力过大或环境条件不稳定会导致键合丝表面出现竹节状缺陷.经试验数据拟合,单晶Cu键合丝线径与退火温度、退火时间之间存在二次多项式函数关系.     

几种铜键合引线的力学性能研究

根据ASTME8M-04标准,进行不同温度下五种铜键合引线的力学性能测试,研究相关的材料性能曲线。结果表明,五种铜键合引线的力学性能具有明显的温度相关性,其抗拉强度均随温度升高线性下降,260℃时的抗拉强度相比25℃时下降了近一半。抗拉强度随温度变化关系可以采用统一的函数关系式进行拟合;随着直径的增加,抗拉强度有所增加,但不明显。铜键合引线的伸长率随着温度升高首先出现下降趋势,并在150℃时伸长率取得最小值后逐渐上升;同种温度下的伸长率均随直径增加而增大。     

表面活化室温键合技术研究进展

随着半导体技术领域对低温晶圆键合技术的需求不断增长,表面活化键合（Surface activated bonding, SAB）技术开始被广泛研究。与其他键合方式相比,即使在室温下,表面活化键合也能完成牢固的键合,对于常规半导体、金属材料等非常有效。但对于SiO₂、有机物等材料,标准的表面活化键合并不十分适用,限制了其在特定领域的应用。近年来,研究者们提出两种改进型表面活化室温键合技术,通过在表面活化时或活化后向材料表面沉积一层纳米中间层,将晶圆的直接键合转化为纳米中间层间的键合。在键合机理方面,重点分析了材料的表面活化机制、界面原子成键机制以及环境因素对键合强度的影响等。通过对前期研究的分析总结进一步对比了三种表面活化键合技术的优缺点,期望可以推动表面活化键合技术在半导体技术领域的进一步广泛应用。     

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.     

单晶铜薄膜纳米压痕过程的分子动力学模拟

使用三维分子动力学方法模拟了单晶铜薄膜的纳米压痕过程,研究了压头半径对纳米压痕过程的影响;采用Morse势函数计算试样原子与压头原子之间、试样原子之间的相互作用关系.结果表明:单晶铜薄膜纳米压痕的力学机理是非晶态产生的变形;纳米压痕过程具有尺寸效应,压头大小对单晶铜薄膜纳米压痕的分子动力学模拟结果有显著的影响.     

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。     

微流控芯片的键合技术与方法

键合是将组成微流控芯片的基片和盖片以某种方式结合在一起,从而形成封闭的微通道的一种装配方法。键合质量直接影响到微通道中流体的运动形态,从而影响检测效果,因此键合是微流控芯片制作过程中非常重要的环节。综述了现有的微流控芯片键合技术和方法,分析了各种键合技术和方法在键合质量、键合效率以及操作简便性等方面的特点,为不同材质、不同应用领域的微流控芯片选择适用的键合方法提供了技术指南,对键合技术的未来发展进行了分析和预测。     

紫外光活化低温键合研究进展

随着电子及生物医疗元器件朝着微型化、便携式及多功能性的发展,连接(电子领域内常被称为“键合”)已成为材料或结构一体化集成不可或缺的关键环节。表面活化键合避免了传统焊接工艺中的高温,能够在较低温度条件下使热膨胀差异较大的材料或结构实现可靠连接,在微电子、微机电系统、光电子及微流控芯片等制造领域极具应用潜力,其中紫外光作为一种简易高效的表面活化手段近年来备受关注。本文对紫外光活化低温键合相关的研究进展进行综述,主要介绍了紫外光的基本性质,对有机及无机材料基板表面的作用效果,总结了面向微电子、微机电系统和光电子器件制造的紫外光表面活化晶圆键合成果,以及其在微流控器件封接、医用可植入器件制备中的应用实例,最后对该键合方法的未来发展和挑战进行了展望。     

基于键合图的行星变速器动力学研究

在考虑系统的弹性特性、支撑的刚度和阻尼、齿间啮合刚度和阻尼的情况下。建立行星变速器一个档位的键合图模型。用MATLAB／Simulink进行动力学仿真并对其输出结果进行分析。从而为该系统的动力学研究提供一种正确建立模型和仿真分析方法。并为该系统的设计提供参考。     

铜拉丝润滑关键技术研究

铜拉丝润滑液研究开发的关键是如何解决铜拉丝生产中的缩丝和断丝的问题。以蒸馏妥尔油和二乙醇胺为主要原料,合成妥尔油酸二乙醇酰胺表面活性剂,其具有良好的乳化、润滑、防锈和抗硬水及铜皂分散性能,应用在高速铜拉丝润滑液中,避免铜皂堵塞拉丝模的现象,解决了铜拉丝过程中的缩丝与断丝问题。     

新型铜线拉丝润滑剂的研制

基于铜线高速拉拔对拉丝润滑剂的要求,研制出一种新型铜线拉丝润滑剂,该润滑剂为含少量矿物油的微乳化液,以合成多元醇脂肪酸酯为油性剂,水溶性含磷化合物为极压剂,聚醚类非离子表面活性剂为主乳化剂构成,具有良好的润滑、冷却、清洗作用,最大的特点是不易生成铜皂,使用寿命长,抗氧化性好,完全能满足铜线高速拉拔的要求。     

芯片封装中铜线焊接性能分析

通过对纯铜的机械性能和电、热和化学氧化性能进行分析和比较,铜线在芯片引线键合具有良好的机械、电、热性能,它替代金线和铝线可缩小焊接间距,提高芯片频率和可靠性。但是,铜由于表面氧化使其可焊性较差,可采用焊接工艺来改善其可焊性,并给出了具体方案。     

CVD金刚石薄膜涂层铜线拉丝模的制备与应用

提高金刚石薄膜的表面质量和附着力是实现CVD金刚石涂层在耐磨器件领域中广泛应用的关键因素.本文通过优化沉积工艺参数,采用直拉丝化学气相沉积法在WC- Co硬质合金拉丝模内孔表面沉积金刚石薄膜.检测了该涂层的表面形貌、薄膜质量以及表面粗糙度,并把所制备的CVD金刚石薄膜涂层拉丝模具在拉拔铜线材生产线上进行了应用试验,结果...     

单晶硅料摆辅助多金刚线切片的锯切力模型研究

料摆辅助多金刚线切片技术是实现硬脆材料高精高效加工行之有效的工艺技术,探明其工艺参数、锯切力和切片质量的定量关系,具有重要的现实意义。在研究金刚线运动轨迹的基础上,推导了考虑线弓影响的切割长度变化公式;结合压痕断裂力学和试验研究,建立并验证了料摆辅助切片的锯切力模型。开展了不同工艺参数对锯切力的影响分析,结果表明,料摆辅助加工可以降低锯切力近50%;摆动角度对最大切割力的影响较小,但摆角增大会加剧"锯齿形波动"周期内的锯切力极值幅度,摆动角速度对"锯齿形波动"的周期影响较大;在恒定进给速度条件下,进给速度越高,锯切力越大;在变速进给条件下,最大锯切力可降低12%左右。进一步进行了摆角分别为0°、3°、5°和7°的多金刚线切割单晶硅实验,试验表明,料摆辅助切片加工有助于减少硅片表面因脆性崩裂产生的表面材料破损、深凹坑等缺陷;相较于普通切片加工,在摆角5°工况时,工件的表面粗糙度和硬化层厚度最大分别降低30.1%和20.1%。     

冷变形和热处理对Ag-4Pd键合合金线性能影响

通过对Ag-4Pd键合合金线冷加工和热处理过程中的微观组织与性能进行研究,分析了冷变形加工率和热处理温度对Ag-4Pd键合合金线力学性能、组织结构和熔断电流的影响。研究结果表明:Ag-4Pd键合合金线随冷加工率增长,强度增加,伸长率降低,滑移和孪生变形为主要形变类型;随着热处理温度的增加,?0.050 mm Ag-4Pd键合合金线拉断力下降,伸长率增加,525℃热处理时,Ag-4Pd键合合金线具有优秀的力学性能;进一步增加热处理温度,Ag-4Pd键合合金线出现孪晶组织,且孪生形核及亚晶吞并长大形核为主要形核方式;热处理过程中施加在线材上的拉紧力过大,导致Ag-4Pd键合合金线表面呈凹凸不平的微小竹节状;经试验数据拟合,Ag-4Pd键合合金线电阻值随热处理温度升高而降低,其熔断电流与熔断时间之间存在指数函数关系,Ag-4Pd键合合金线熔断电流与弧长之间存多项式函数关系。     

高温高湿环境对键合Cu线可靠性影响的研究

通过高温存储试验和高压蒸煮试验对铜线键合器件在高温高湿环境下的可靠性进行研究,分析试验前后键合球剪切力和键合球拉力的变化,利用扫描电镜、透射电镜观察试验前后键合界面形貌及金属间化合物类型,采用能谱仪对试验前后键合界面的成分进行分析。研究结果表明,键合初期,Cu/Al键合界面没有生成Cu、Al金属间化合物,键合界面具有一定的连接强度;高温存储试验后,Cu/Al键合界面生成CuAl、Cu_9Al_4金属间化合物,连接强度增加;高压蒸煮试验后,Cu/Al键合界面的Cu_9Al_4金属间化合物消失,键合界面由于卤素原子的加入使周围环境呈现弱酸性,Cu9Al4金属间化合物在该环境下被腐蚀,其反应式为Cu_9Al_4+12Br-~=4AlBr_3+9Cu +12e~-,键合界面出现孔洞,键合界面强度减小,降低了器件的可靠性。     

液-固相复合工艺对铜包钢线界面质量的影响

研究了液-固相复合工艺制备铜包钢线时,钢线预热温度和表面处理对界面结合质量的影响.结果表明：钢芯线的预热温度提高,界面结合强度提高;但高于400℃时,由于钢线表面氧化而导致界面结合强度下降.钢芯线在预热300～400℃并助镀卤化物溶液的条件下,界面结合强度可达95 MPa;此时,界面处铜和钢晶粒直接接触,剥离几乎发生在铜层上,且粘结的铜分布均匀,结合强度接近甚至超过纯铜的抗剪强度.     

单晶铜设备中液面及牵引控制系统的研究

根据单晶铜线的生产特点和在单晶铜制备过程中对液面控制和牵引系统的要求，改进了原有的控制方法。采用改进的插补原理来实现对两个系统中交流伺服电机的控制，从而使液面控制系统和牵引控制系统达到协调运动，制造出高质量的单晶铜。