电子封装中高散热铜/金刚石热沉材料的电镀技术研究

随着半导体封装载板集成度的提升,其持续增加的功率密度导致设备的散热问题日益严重。金刚石-铜复合材料因其具有高导热、低膨胀等优异性能,成为满足功率半导体、超算芯片等电子封装器件散热需求的重要候选材料。文章采用复合电镀法成功制备了铜/金刚石复合材料,考察了不同复合电镀的工艺方法、金刚石含量、粒径大小对复合材料微观结构、界面结合以及导热性能的影响。并通过优化复合电镀方式,金刚石添加量等工艺参数,制备了无空洞、界面结合紧密的高导热复合材料;仅添加8.8 vol%的金刚石,使复合材料的导热率从393 W/(m.K)增加到462 W/(m.K)。本技术可以应用于半导体封装领域,并进一步增强芯片的散热性能。     

金刚石/铜复合散热材料的制备和检测

金刚石/铜复合材料具有高的热导率和可调的热膨胀系数,是一种极具竞争力的新型电子封装材料,可作为散热材料广泛应用于高功率、高封装密度的器件中。文中从工程化的角度出发,对应用中的瓶颈因素进行了研究。为改善其钎焊性能,采用磁控溅射、电镀等方法在金刚石/铜表面获得了附着力、可焊性良好的Ti-Cu-Ni-Au复合膜层。在此基础上进行了钎焊试验,金锡焊料在复合膜层上铺展良好、无虚焊。对金刚石/铜的散热效果与钼铜片做了对比试验,结果表明,在相同条件下,与钼铜热沉片相比,降温幅度超过20℃,具有更优异的散热效果。     

活性元素在铜/金刚石复合材料中的应用

新型电子封装用铜/金刚石复合材料中纯铜基和金刚石之间的界面结合强度十分低.为了获得好的界面结合强度以及好的热物理性能,在铜基中引入活性元素可以降低铜和金刚石的接触角,提高铜和金刚石的界面结合强度.概述了合金元素的选择以及Cr、Ti、B、V合金元素的加入对复合材料的润湿性及界面结合强度的作用.     

铜-硼/金刚石复合材料翅片热沉散热研究

采用气压浸渗法制备了热导率为850 W ? m-1 ? K-1的铜-硼/金刚石复合材料翅片热沉,测试了其在自然冷却、强迫风冷和强迫水冷三种冷却模式下的散热效果.结果表明,热源功率越高,铜-硼/金刚石复合材料的散热效果越显著.在强迫水冷模式下,当加热片的输入功率为80 W时,使用铜-硼/金刚石复合材料翅片热沉时加热片的最高温度比使用铜翅片热沉时低14℃,比使用铝翅片热沉时低23℃.Icepak热模拟发现,在强迫水冷模式下输入功率为80 W时,与铜和铝翅片热沉相比,铜-硼/金刚石复合材料翅片热沉的整体温度更低且温度分布更均匀.研究结果证实,铜-硼/金刚石复合材料是一种高效的散热材料,在大功率电子器件散热中具有广阔的应用前景.     

电子封装用高导热金属基复合材料的研究

高导热金属基复合材料具有优异的热物理性能,且密度较低,是非常理想的电子封装材料。但是由于其本身高的脆性和硬度,使得该材料很难通过二次机械加工成所需要的形状,严重制约了该材料的应用。本文总结了本实验室在第三代SiCp/Al电子封装材料以及第四代金刚石/Cu（或Al）电子封装材料的近净成形制备方面所取得的一些突破性成果,并就相关的关键工艺进行了讨论,论文最后对电子封装用高导热金属基复合材料未来的发展做出了展望。     

环氧树脂／碳纤维复合封装材料的研究

高电子及封装技术的快速发展对封装材料的性能提出了更加严格的要求，具有高导热及良好综合性能的新型封装材料的研究和开发显得更加重要。本文综述了一种新型的封装复合材料环氧树脂，碳纤维复合材料。对复合材料的热传导性能．电传导性能以及热机械性能进行了分别讨论。     

电子封装用SiCp/Al复合材料的研究现状及展望

电子封装技术的快速发展对封装材料的性能提出了更为严格的要求。文章介绍了电子封装用SiCp/Al复合材料的研究现状和进展,讨论了其制备工艺和性能。文中着重介绍了空气气氛下的无压自浸渗制备方法,并进一步提出了SiCp/Al复合材料存在的主要问题以及今后的研究方向。     

电子封装用低膨胀高导热SiCp/Al复合材料研究进展

随着微电子技术及半导体技术的快速发展,高封装密度对材料提出了更高的要求.SiCp/Al复合材料具有低膨胀系数、高导热率、低密度等优异的综合性能,受到了广泛的关注.作为电子封装材料,SiCp/Al复合材料已经在航空航天、光学、仪表等现代技术领域取得了实际的应用.文章介绍了SiC颗粒增强铝基复合材料的研究现状,详细阐述并比较了几种常用的制备方法,包括粉末冶金法、喷射沉积法、搅拌铸造法、无压渗透法、压力铸造法等,进一步分析了各种方法的优缺点,并在此基础上展望了未来研究和发展的方向.     

金刚石/铜复合导热材料的界面结构研究

本文采用FIB手段制备出金刚石/铜复合材料的截面样品,并利用SAED、EELS和HRTEM对金刚石-镀层界面处的结构和化学成分进行研究.结果表明:在热处理过程中,金刚石中的碳原子扩散至硼镀层中生成了B4 C相;镀层中的B原子扩散至金刚石衬底中,其扩散深度为22.81nm.这两种元素的互扩散提高了金刚石和硼镀层的界面结合强度,有利于提高复合材料的导热性能.     

一种高功率LED封装的热分析

建立了大功率发光二极管(LED)器件的一种封装结构并利用有限元分析软件对其进行了热分析,比较了采用不同材料作为LED芯片热沉的散热性能.最后分析了LED芯片采用chip-on-board技术封装在新型高热导率复合材料散热板上的散热性能.     

浅析新材料在高密度电子封装上的应用及发展前景

在电子产品集成化程度高且小、轻、薄的发展趋势影响下,电子封装技术日趋重要。因此,该文从高密度封装所产生的一系列问题,以及对封装材料的新要求谈起,对陶瓷材料、纳米复合材料及AlSiC金属基体复合(MMC)封装材料等封装新材料的结构性能、可靠性及封装效果等进行了讨论,并与传统封装材料进行了比较,并探讨了这些封装新材料的发展和应用前景。     

电子封装技术发展现状及趋势

现今集成电路晶圆的特征线宽进入微纳电子时代,而电子产品和电子系统的微小型化依赖先进电子封装技术的进步,封装技术已成为半导体行业关注的焦点之一。主要介绍了近年来国内外出现的有市场价值的封装技术,详细描述了一些典型封装的基本结构和组装工艺,并指出了其发展现状及趋势。各种封装方法近年来层出不穷,实现了更高层次的封装集成,因而封装具有更高的密度、更强的功能、更优的性能、更小的体积、更低的功耗、更快的速度、更小的延迟、成本不断降低等优势,其技术研究和生产工艺不可忽视,在今后的一段时间内将拥有巨大的市场潜力与发展空间,推动半导体行业进入后摩尔时代。     

电子封装面临无铅化的挑战

随着环境污染影响人类健康的问题已成为全球关注的焦点,电子封装业面临着向“绿色”无铅化转变的挑战,采用无铅封装材料是电子封装业中焊接材料和工艺发展的大势所趋。本文主要介绍了电子封装无铅焊料以及其他辅助材料的研究现况,并对无铅BGA封装存在的可靠性问题进行了讨论,进而指出开发无铅材料及工艺要注意的问题和方向。     

电子封装用金属基复合材料的研究现状

微电子技术的飞速发展也同时推动了新型封装材料的研究和开发。本文综述了电子封装用金属基复合材料的研究和发展状况,并以A1/SiCp为重点,分析对比了目前国内外的差距,提出了其未来的发展趋势及方向。     

Advanced IC packaging for the future applications

The performance of electronic equipment is improving rapidly. Portable electronic equipment requires smaller and thinner packaging systems for saving space and miniaturization. In addition, highly integrated, high-speed applications demand improved electrical performance to minimize noise effects. As a result of these considerations, the role of IC packaging has expanded from its traditional role of protecting the integrity and performance of an IC, to being a central factor in the development of electronic system concepts. In developing the optimum system, packaging technology must be a prime design consideration to ensure optimum performance, reliability, and cost. Soldering technology and Printed Wiring Board (PWB) routing density are two of the major technological issues facing miniaturized packaging systems today. Chip Scale Package (CSP), which is a new concept in packaging technology has been introduced. This is an ideal technology to enable the design and manufacture of the next generation of electronic equipment, while overcoming many of the technological issues facing system development     

高导热聚合物基复合封装材料及其应用

微电子封装密度的提高对传统环氧塑封料的导热性能提出了更高的要求,将高导热的陶瓷颗粒/纤维材料添加到聚合物塑封材料中可获得导热性能好的复合型电子封装材料。文章结合高导热环氧塑封材料的研究工作,评述了高热导聚合物基复合封装材料的材料体系、性能特点和在微电子封装中的应用情况。分析讨论了影响聚合物基复合电子封装材料导热性能和介电性能的因素,提出了进一步提高聚合物基复合电子封装材料导热性能的途径。     

CAD技术在电子封装中的应用及其发展

现代电子信息技术的发展,推动电子产品向多功能、高性能、高可靠性、小型化、低成本的方向发展,微电子封装、IC设计和IC制造共同构成IC产业的三大支柱。计算机辅助设计(CAD)作为一种重要的技术手段在IC产业中发挥了巨大作用,已广泛应用于电子封装领域。本文结合各个时期电子封装的特点,介绍了封装CAD技术的发展历程,并简要分析了今后发展趋势。     

星载SAR功能结构一体化天线技术研究

提出了新型低剖面合成口径雷达(SAR)有源相控阵天线设计方法———多功能结构一体化天线技术,采用高密度互联、新型功能材料等进行模块化、轻量化的系统级集成设计,将系统功能与天线结构相结合,大幅减小了SAR天线的体积,增大了内部可用空间;同时,有效去除天线寄生质量及各分系统间的重复质量。对SAR天线进行了一体化设计验证,结果表明天线性能、结构承载及热控的指标满足要求,多功能结构一体化设计方法对大型有源相控阵天线系统的结构设计有实际指导意义。     

电子封装用低膨胀高导热SiCp／A1复合材料研究进展

随着微电子技术及半导体技术的快速发展,高封装密度对材料提出了更高的要求。SiCP／Al复合材料具有低膨胀系数、高导热率、低密度等优异的综合性能,受到了广泛的关注。作为电子封装材料,SiCP／Al复合材料已经在航空航天、光学、仪表等现代技术领域取得了实际的应用。文章介绍了SiC颗粒增强铝基复合材料的研究现状,详细阐述并比较了几种常用的制备方法,包括粉末冶金法、喷射沉积法、搅拌铸造法、无压渗透法、压力铸造法等,进一步分析了各种方法的优缺点,并在此基础上展望了未来研究和发展的方向。