选择性阳极键合技术在光栅陀螺中的应用

阳极键合技术广泛应用在晶圆级MEMS器件制造和封装当中,对于有悬臂梁结构器件容易在键合时发生吸合. 采用选择性阳极键合技术防止陀螺在键合中吸合失效. 推导了陀螺梁与玻璃的静电吸合电压公式并建立吸合电压与硅结构-玻璃间隙关系模型. 采用深硅制作陀螺结构,在玻璃基底溅射Al/Cr制作光栅,最后进行阳极键合. 结果表明,键合界面没有缺陷,铬及其氧化物导电抗吸合性使得硅-玻璃阳极键合未发生静电吸合失效现象,对样品进行抗剪强度测试,得出平均键合强度为33.94 MPa,键合质量良好.     

硅-玻璃-硅阳极键合机理及力学性能

采用两步法阳极键合技术成功实现了硅-玻璃-硅的连接. 两次键合过程中，电流特征有明显差异，第一次键合电流先迅速增大到峰值电流，然后迅速衰减至一较小值. 受先形成Na+离子耗尽层的影响，第二次键合电流从峰值电流衰减的过程中，出现二次增大然后衰减的现象. 利用扫描电镜对键合界面进行观察，结果表明玻璃两侧界面均键合良好，玻璃表面可观察到大量析出物. 利用万能材料试验机对键合强度进行测试，结果表明，界面强度随着键合电压的升高而增大. 断裂主要发生在玻璃基体内部靠近第二次键合界面一侧.     

玻璃与铝在不同层数结构下的阳极键合界面应力特征分析

采用共阳极接法对不同层数的玻璃与铝实现阳极键合,通过XRD分析结果显示,键合界面过渡层主要是3Al2O3·2SiO2,并运用MARC有限元软件对不同层数的键合结构进行模拟,通过对键合后产生的残余应力进行比较分析,结果表明:由于多层结构的对称性,最大残余应力发生在中心处的过渡层,研究结果为MEMS器件在多层封装结构设计中提供理论依据。     

基于PDMS的经济型微流体加工技术研究

聚二甲基硅氧烷（PDMS）作为一种常见的高分子聚合物材料,是目前微流控芯片中的常用材料。对现有的微流体加工技术进行分析对比后,整合了一套在洁净室外加工微流控芯片流程,包括PDMS微通道结构的制作、表面润湿性的处理、多层键合封装技术及其应用等。这种经济型的加工技术可在大多数普通实验室开展。     

Al-glass-Al阳极键合界面及力学性能的分析

利用两步法阳极键合技术成功实现了Al-glass-Al的连接,利用扫描电镜（SEM）观察Al-glass界面形貌,利用辉光放电发射光谱仪（GD-OES）分析界面元素（K,Na,O,Al）分布规律,利用原子力显微镜（AFM）分析键合前后玻璃的表面形貌,采用万能材料试验机测试了不同工艺参数下试样的力学性能.结果表明,第二次键合界面电流值明显高于第一次键合界面电流值;Al-glass-Al界面结合良好,玻璃两侧界面无明显差异;Al3+有向Na+耗尽层中扩散的趋势,先形成的耗尽层中Na+浓度明显高于后形成的耗尽层;键合过程中,Na+在玻璃表面析出,玻璃表面Ra升高,玻璃表面质量下降是造成玻璃试样沿第二次键合面Al （2）-glass界面断裂的主要原因.     

钛合金-玻璃阳极键合机理研究

钛合金具有机械性能优异、生物相容性极好、耐腐蚀性强等优点,其与玻璃的连接已被广泛应用于传感器制造、生物医疗工程和航空航天工程等技术领域。采用阳极键合技术实现了TC4钛合金和B270玻璃的成功键合。采用扫描电子显微镜(SEM)对键合界面的微观组织结构进行分析。结果表明:在钛合金和玻璃的键合界面有明显的键合层生成。采用元素分析能谱仪(EDS)测定键合层的元素种类及其质量分数,并采用X射线衍射仪(XRD)对键合层进行物相测定,经分析确认键合层由低价态氧化物Ti6O构成。键合机理为电场力的作用下玻璃中耗尽层的非桥接氧负离子(NBO-)与键合界面钛合金发生不可逆的氧化反应。     

基于紫外臭氧光照技术的PDMS表面改性参数研究

目的聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为微流控芯片研制中常用的高分子材料,其本身的疏水特性是影响微流控芯片整体键合效果的主要障碍。为了在短时间内成功实现PDMS与基底材料的有效键合与封装,设计一种可在普通实验室开展的低成本且高效的PDMS材料改性方法。方法基于紫外臭氧光照改性法对PDMS材料表面进行改性研究,通过正交试验深入研究紫外光照射时间、距离及通氧时间对PDMS表面改性效果的影响,并在50℃水浴环境下通过测量不同时间PDMS基片与盖片(PDMS或玻璃)的键合强度,从而确定最优工艺参数组合。结果相比于传统紫外光照射表面改性法的键合时间(大于50 h),本工艺可在6 h内成功实现PDMS的有效封装,并确定了P—P键合和P—G键合的最优参数组合,两者平均键合强度均大于200 k Pa。结论整个工艺操作简单、成本低,可作为普通实验室开展微流控实验研究的有益补充。     

塑料超声波焊接及其用于聚合物MEMS器件键合的研究进展

为了解决当前聚合物MEMS器件键合技术中存在的问题,将塑料超声波焊接技术引入聚合物微器件键合领域,从而形成了一种新的MEMS键合工艺--超声波键合.目前广泛应用于聚合物加工的塑料超声波焊接技术具有不需要焊剂和外部热源、对焊件破坏轻、焊接时间短、焊接影响区域小等优点,超声波聚合物MEMS器件键合是塑料超声波焊接技术从宏观器件到微观器件的一次应用范围上的拓宽.简述了塑料超声波焊接和MEMS器件超声波键合技术的国内外研究发展现状.采用MEMS加工工艺制作了带有键合接头的PMMA微流控芯片,并利用超声波塑料焊接机实现了高强度密封键合试验.然而,与宏观器件的焊接相比超声波MEMS键合存在着因结构微型化而产生的特殊技术问题,文章对这些问题进行了讨论.     

非晶态材料(名词解释)

非晶态,如玻璃、高分子聚合物等无机或有机材料,早已在许多领域里获得广泛的应用.而非晶态金属则是一种新型的材料.这种材料,通常由金属与类金属,或者金属与金属组成,其原子结构特征与玻璃相类似,可以看作是冻结了的液态金属,故又称它们为金属玻璃或无定形金属.     

金属纳米材料低温键合及图形化制备研究进展

利用金属纳米材料的尺寸效应可显著降低连接温度，提高焊点可靠性，以银纳米焊膏为代表的金属纳米低温连接材料在第三代半导体为代表的功率芯片封装中充分验证并量产.面向集成电路的先进封装需要图形化焊点，将功率芯片封装技术转移到先进封装中，需要同时满足低温键合和图形化键合的要求，极大地增加了技术难度.文中首先剖析了金属纳米材料降低键合温度的基本科学原理，并进一步综述了不同纳米材料低温键合的研究现状，重点总结了可键合纳米材料的图形化方法，为先进封装中细节距、高精度、高效率的图形化低温键合提供技术参考.     

玻璃与金属连接技术研究进展

玻璃与金属连接技术已广泛应用于传感器的制造、包装及密封,因此研究玻璃与金属的连接有重要的科学意义和极大的工程价值。综述了玻璃-金属连接的基本问题:玻璃-金属连接的热应力与残余应力、玻璃表面的润湿及界面反应问题;较全面地介绍了几种连接工艺—匹配封接、阳极键合、钎焊、激光辅助连接、超声波摩擦焊、半固态连接及胶接;并提出了采用低温连接工艺来解决由于界面残余应力所引起的接头强度不高而失效是未来研究的重点。     

高品质高可靠性钎料的技术发展及应用

结合国际高品质钎焊材料的研究现状和未来发展方向,总结了新型铝基钎料、银基钎料、铁基钎料及钎焊技术的国内外最新研究进展与应用成果.AlSiCu基低熔点钎料具有较高的强度和较好的耐腐蚀性能,特别是添加微量稀土元素后能通过变质作用降低表面张力和促进界面元素扩散,适用于高强度铝合金、铝-钢、钛合金的连接.新颖的纳米多层膜低温钎料及涂层制备技术取得一系列新的研究结果,与钎焊技术相结合具有良好的应用前景;特殊的钎焊新技术,如超声波辅助钎焊、等离子-激光复合钎焊为实现无钎剂和非真空环境下材料的液相连接提供了新的解决方案.     

纳米SiO_2复合聚电解质的制备及电化学性能

以聚环氧乙烷/高氯酸锂络合物(PEO/LiClO4)为基体,前驱体正硅酸乙酯(TEOS)在基体中水解缩合原位生成纳米SiO2,制备了PEO/LiClO4/SiO2复合聚电解质膜,采用AFM、DSC和交流阻抗等方法研究了聚电解质膜的表面形貌、热性能和离子电导率。结果表明,原位生成的纳米SiO2粒子,均匀分散于PEO基体中。复合纳米SiO2后聚电解质膜的玻璃化转变温度和结晶度均降低。聚电解质膜的离子导电行为满足Arrhenius方程,并在10%SiO2含量时体系的电导率出现最大值2.6×10-5S/cm(30℃)。以此膜为电解质组装的全固态聚合物锂电池放电电压平稳,初始放电比容量为115mAh·g-1,40次循环后放电容量保持在92mAh·g-1。     

碳酸钙的等离子体表面改性

利用等离子体对碳酸钙粉体填料进行表面处理是新发展的一种填料改性技术.从等离子体表面改性机理、等离子体改性碳酸钙的特性及应用等方面进行了详细的论述.     

用于柔性电子器件的有机/无机薄膜封装技术研究进展

有机/无机薄膜封装技术被广泛用于有机发光二极管(OLED)、量子点显示及有机光伏等领域,是一种新型的柔性封装技术。综述近年来有机/无机薄膜封装技术的发展趋势,首先概述了传统硬质盖板封装方式与薄膜封装方式的发展及其优缺点。其次,系统地总结了有机/无机薄膜的制备方法,如原子层沉积、等离子体化学气相沉积等,详细阐述了不同制备方法的原理及其应用。再次,讨论了薄膜的微观缺陷、内应力,以及材料界面工程对有机/无机薄膜封装性能的影响,分析总结了有机/无机封装薄膜制备的技术要点,如采用基底表面预处理、引入中性层、调节层间应力等方式获得优质的封装薄膜。最后,探究了有机/无机封装薄膜的内在阻隔机理,提出气体在有机/无机薄膜中的传输方式以努森扩散为主,并总结了提高薄膜封装的策略,即延长气体扩散路径、“主动”引入阻隔基团及薄膜表面改性。提出了未来薄膜封装技术面临的问题,拟为柔性电子器件封装技术的发展提供一定参考。     

金属基电子封装复合材料的研究进展

集成电路和芯片的封装技术的快速发展对封装材料提出了更高的要求。由于传统的金属封装材料不能满足现代封装技术的发展需要，向金属基体内添加低热膨胀系数的陶瓷或其它物质制成金属基电子封装复合材料已成为金属基复合材料今后重点发展的方向之一。本文阐述了金属基体、增强体及其体积分数、制备工艺对复合材料热性能的影响。     

Joining mechanism of field-assisted diffusion bonding of solid electrolyte ceramic to metals

1　INTRODUCTIONField assisteddiffusionbonding(FDB) ,asaspe cialmethodofsolid statediffusionbonding ,hasbeeninvestigatedwidelyinthefieldofbondingofceramicsandmetals .Appliedinastaticelectricfield ,itcanbeproceededatlowtemperatureandpressureandinshorttime.FDBissuitableforassemblysealingofmetal oxidesimeconductor(MOS) ,suchasminiatureinstruments ,sensorsandsoon .Nowlotsofphysicalcharactersduringbondinghavebeenreported[13] ,andinordertomeettherequirementofmicroelectromechanicalsystems(MEM…     

The characterization of high-density polyethylene/organoclay nanocomposites

Polymeric nanocomposites, which are hybrids of polymers and modified inorganic clay with organic surfactants, are extremely attractive in both science and industry. These materials present improvements in such polymer properties as modulus, heat capacity, thermal stability, flame resistance, and so on. Research has been conducted in recent decades to obtain high-quality materials that can be used in applications like food packing, car components, and combustible cells. Polymeric nanocomposites present many advantages in relation to composites due to the quantity of filler added to the polymer and also to the improved properties. In a composite, the quantity of filler must be as high as possible (i.e., over 30%). In the polymeric nanocomposite the quantity of filler varies from 1% to 5% because of the nanosize of the particles. These nanoparticles often have a large surface area that results in improved polymer-matrix properties.