基于国产金锡焊料的功率芯片焊接工艺及可靠性研究

金锡焊料具有强度高、抗氧化性好、抗疲劳、蠕变性能优良等优点,在混合集成电路中得到越来越多的应用,尤其是在大功率高可靠集成电路中通过共晶焊接来降低封装热阻和提高芯片焊接可靠性。本文分析了国产金锡焊料的基础特性,基于国产金锡焊料采用手动方式进行功率芯片摩擦共晶焊接关键控制参数焊接工艺研究;对功率芯片金锡焊接宇航应用可靠性进行验证。结果表明,经历系列严苛的宇航环境热力学试验,剪切强度满足相关标准要求并保持强度稳定,显示了焊接的高可靠性。     

基于玻璃-硅复合基板的微系统圆片级三维封装

随着微系统追求更小的尺寸、更高的集成度,圆片级三维封装技术已成为未来微系统封装的发展趋势。基于玻璃回流工艺,提出了一种新型圆片级三维封装技术。设计了用于实现单模光纤阵列与玻璃基板上平面光波导之间耦合封装的U型槽阵列,采用高导硅作为垂直电引出,制备了玻璃-硅复合基板,并用玻璃帽实现了封装。玻璃-硅复合基板技术在三维微系统和光电子封装领域中具有重要的应用前景。     

基于SiP技术的导航微系统电路设计与实现

针对目前导航系统的小型化需求,研制了一种基于SiP技术的导航微系统电路。该微系统电路能实现射频基带一体化,内部集成了低噪声信号放大器、GNSS射频基带芯片、数字选择器、过流锁定保护芯片以及无源器件。采用高导热率氧化铝陶瓷管壳实现了良好的散热,利用双腔结构有效减小了模块的尺寸(仅为26mm×26mm),其面积缩小至原先板卡的26%。对模块进行仿真,其满足设计要求。测试结果表明,该电路能够实现GPS和BD的双模导航,定位精度达到10m,测速精度达到0.2m/s,实现了系统小型化的需求。     

基于JC-Z05石英的薄膜电路基板工艺适用性研究

为满足低损耗的设计需求,太赫兹微波组件中一般使用熔融石英基板。不同于光学系统对熔融石英材料的要求,应用于太赫兹等高频段微波组件的熔融石英基板材料不仅需要具备稳定的介电性能,还需要更优异的表面镀膜特性与电路图形、外形等加工精度要求。本文基于薄膜电路制造工艺要求,针对JC-Z05石英基板膜层附着力、表面刻蚀精度、切割质量、粘接强度等关键工艺特性研究,并通过改进工艺参数,进一步优化JC-Z05石英基板工艺适用性,提升国产石英基板材料作为在太赫兹频段薄膜电路制备的可靠性。研究结果表明,国产化熔融石英基板,结合优化后的薄膜电路制作工艺,制作出的电路具有膜层附着力强、外形切割公差小以及粘接可靠性高的特点,可满足复杂宇航环境中的高可靠应用。这一工作可为后续熔融石英电路基板在太赫兹领域的应用提供参考。     

微系统集成用倒装芯片工艺技术的发展及趋势

倒装芯片(Flip Chip,FC）技术是一种应用广泛的集成电路电子封装技术。随着电子产品不断向小型化和多功能化方向升级,尤其是在微系统集成领域飞速发展的驱动下,FC技术也在不断发展以满足细节距和极细节距芯片的封装要求。同时,FC技术也在工业化的过程中追求着性能、成本和封装效率的平衡。将FC封装体分为芯片凸点、基板以及底填充材料三个主要部分,深入讨论了FC封装的主流工艺和新兴工艺,介绍了各个工艺的流程及优缺点。此外,还分析了FC封装体在热、力以及电载荷作用下的可靠性问题。     

一种微小型平板式热管的传热性能分析

对一种微小型平板式热管的传热特性在自然对流和强制对流冷却条件下进行了试验研究.并与同尺寸实心铝板的传热性能进行了试验对比.分析了加热功率、冷却强度的变化对平板热管传热性能的影响规律.结果表明:该微小型平板式热管具有良好的启动特性和均温特性.该平板热管的当量导热系数可达到其管壳材料导热系数的12.7倍,强化传热能力的效果相当明显,又克服了传统平板热管抗压能力较差、无法加工较大散热面积的弱点,在电子设备的散热冷却领域具有良好的应用前景.      

航空航天冷却微通道制造技术及应用

微通道换热器具有高传热性能、结构紧凑、质量轻、体积小巧、易于一体化封装等特点,是解决航空航天发动机散热冷却难题的理想选择。首先介绍了微通道的主要制造技术,对其制造原理及特点进行了分析比较;然后介绍了微通道冷却技术在航空航天领域中的应用,主要分析了其在燃烧室壁面冷却、预冷器系统以及涡轮叶片冷却等方面的应用,并对微通道冷却技术运用于航空领域所面临的挑战进行了展望。     

柔性薄壁结构电子束焊接的变形控制

基于电子束焊接方法,探讨了功率分出轴柔性薄壁结构真空电子束焊接过程中的变形控制方法,提出了综合应用最小焊接热输入、减小焊接重叠角度和合理焊接装配及散热相结合的变形控制方法,有效地控制了焊接变形,实现了电子束焊接柔性薄壁结构的制造。     

金属直接敷接陶瓷基板与敷接方法

综述了金属直接敷接陶瓷基板及敷接方法,介绍了国内外金属直接敷接陶瓷基板的结构和性能特点,敷接关键技术以及基于金属敷接陶瓷基板的功率电子封装新技术,展望了金属敷接陶瓷基板的新进展和今后的应用前景.     

有机玻璃基底AZO/Ag/AZO复合薄膜的制备与性能

采用低温磁控溅射技术在有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯PMMA）表面制备铝掺杂氧化锌（AZO）叠层AZO/Ag/AZO透明导电薄膜，研究AZO溅射功率对AZO/Ag/AZO薄膜结构和性能的影响，探讨PMMA层合结构的耐湿热性和加温性能。通过扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、X射线衍射仪（XRD）表征薄膜的形貌和结构。结果表明：AZO的溅射功率影响了AZO层表面能以及薄膜的结晶度，在100 W和150 W溅射功率下制备出的AZO/Ag/AZO薄膜室温下具有3.7Ω/sq的低薄膜电阻和86.1%的高透光率，采用PMMA和聚氨酯胶片对薄膜进行层合封装，湿热30天后仍保持光学、电学性能稳定。PMMA层合结构在加温过程中的时间-温度曲线表明在5 V直流电压下层合玻璃具有较快的温度响应时间和良好的温度均匀性。-10～-40℃空气对流中PMMA层合结构表现出良好的温度稳定性。     

电子封装术语汇编

电子封装术语汇编ＢｅａｍＬｅａｄ———梁式引线。一种无丝键合技术。芯片电极部位先做成微细金梁式引线，用振动工具热压技术，连接到底板的金导线图形上。属一次键合技术。ＢＧＡ（Ｂａｌｇｒｉｄａｒａｙ）———球栅阵列。一种表面安装封装（ＳＭＰ），在封装底面上...     

一种新型脉冲电子束焊接用PWM逆变式栅偏压电源系统设计

提出一种基于传统连续电子束焊接技术的脉冲电子束焊接工艺的实现方法,应用现代功率电子开关器件及PWM脉宽调制控制技术,采用了先进的逆变技术进行脉冲偏压电源系统设计.由于系统工作在高频开关状态,整个脉冲偏压电源系统不仅动态响应快、电气性能指标高及控制性能好,而且还具有体积小、重量轻、可靠性高等一系列优点,各项技术指标完全能满足脉冲电子束焊接的工艺需要.     

电子产品中铅焊接金脆问题浅析

针对航天电子产品广泛采用的Sn-Pb焊料在镀金表面焊接形成焊点的工艺,分析了工业及国内外航天相关标准文件中对焊接后焊点中含金量的要求以及焊点含金量、时效、器件不同封装形式对焊点可靠性的影响,并深入分析了合金焊点金相组织结构,最后介绍了一般去金工艺要求与去金不到位而导致器件失效案例。     

多层基板中的多层陶瓷共烧技术

多层陶瓷共烧基板是一种成本低、性能可靠、布线层数多的基板制作技术，多层基板是实现高密度封装的关键技术之一。本文介绍了多层陶瓷共烧基板的制作技术、材料选择、应用和发展趋势，着重介绍了ＡＩＮ多层基板的烧结和金属化。     

基于有限元模拟的三维集成微系统热循环可靠性研究

为实现芯片高性能、小尺寸、低功耗和低成本的目标,先进的三维集成电路(3D-IC)成为了研究热点。基于所建立的三维集成微系统(Three-dimensional Integrated Structure Microsystem, 3D-ISM),采用有限元模拟仿真方法对其进行了热循环可靠性研究。在仿真过程中施加了-40℃～+125℃的温度循环载荷,研究了三种基板类型对仿真结果的影响。结果表明,通过比较不同基板类型下的最大应力和变形量,AlN基板上的硅通孔(Through Silicon Via, TSV)铜柱和焊点表现较优。因此,AlN陶瓷基板具有最优的抗热循环性能,其研究结果可为3D-ISM集成设计提供重要的理论依据和可靠性预测。     

基于埋管的冷板设计及性能对比分析

介绍了埋管式冷板的设计及3种制造成形工艺:胶接、焊接和铸造,并分析了3种成形工艺的优缺点及对埋管式冷板散热性能的影响。采用有限元软件FloEFD对相同参数条件下同一模型不同成形工艺的埋管式冷板的散热性能进行了仿真对比分析,仿真结果表明:当其它条件相同时,不同成形工艺对埋管式冷板的散热性能具有一定的影响,基板与铜管之间的热阻越小,冷板的散热性能越好。     

超声波焊接在汽车传感器封装中的应用

利用超声波焊接实现汽车传感器封装,是高效率、低成本的技术。讲述了通过对材料、焊接方法的选择和焊口及工装设计与制造过程设计,来实现汽车传感器封装的方法。最后展望了超声波技术在汽车传感器生产领域的发展应用前景。     

A7N01铝合金焊接接头组织和疲劳性能研究

研究了A7N01高强铝合金焊接接头的组织性能和疲劳性能。结果表明:焊缝中心为铸造组织,近缝热影响区为晶粒粗大的变形晶粒,远离焊缝的母材区为轧制态组织;焊接接头各微区显微硬度分布不均匀,热影响区存在"软化现象";预置缺口的焊接试样在相同应力幅下,母材区疲劳寿命最长,热影响区次之,焊缝区最短;A7N01铝合金的TIG焊结构多数在焊缝区发生疲劳断裂,焊缝区的表面气孔、夹杂等缺陷和热裂纹是引起疲劳失效启裂的主要原因,焊缝区屈服强度低可能是导致该微区疲劳扩展寿命低的直接原因。     

非晶态ITO透明导电薄膜的制备及热处理晶化技术研究进展

透明导电氧化物薄膜已在液晶显示器、太阳能电池、电致变色窗、气体传感器、高层建筑物的幕墙玻璃、飞机和高速列车导热玻璃(防冰除雾)等领域得到广泛应用。为了制备高透光性、高导电性的氧化铟锡(ITO)透明导电氧化物薄膜,一般采用两种途径:高温制备方法直接沉积出结晶态薄膜;室温下沉积出非晶薄膜后再进行热处理使其晶化。对于不耐高温的基底材料,研究快速热处理晶化方法具有重要的指导意义。该方法既能保证ITO薄膜的使用要求,又能降低晶化方法对基底产生的影响。根据不同的应用背景与使用要求,选择合适的制备方法与晶化方法,是获得高透光性、高导电性薄膜的关键。本文综述了目前国内外对ITO透明导电氧化物薄膜晶化方法的研究进展。通过对比不同的薄膜晶化方法的机理和优缺点,指出了红外晶化法、激光晶化法、闪光灯晶化法可以实现薄膜快速结晶。并且,采用上述方法处理,过程中基底温度低于薄膜温度,有望取代目前商业生产中使用的传统炉式晶化法,能够提高生产效率、节约生产成本、获得高质量、高性能的透明导电氧化物薄膜,适用范围更广。     

TiN薄膜微结构激光加工特性的研究

利用光纤激光加工系统研究了两个激光加工参数(扫描速度和激光功率)对TiN薄膜加工特性的影响,并采用白光干涉仪分析了两组参数对加工直线槽的槽深、堆积高度和槽底表面粗糙度的影响趋势,通过对比分析,优化了加工参数。结果表明光纤激光器在加工TiN薄膜微结构上存在着效率高、精度高的优势。