金铝键合体系服役寿命评价方法研究

金铝键合是单片集成电路、微波T/R组件中实现硅芯片与基板互连的最主要手段。它是一种异质键合工艺,不可避免地会在键合界面生成金属间化合物,这也给金铝键合的可靠性带来了严峻挑战。文中研究了一种新型Au-Al键合体系服役寿命评价方法。采用金丝键合的破坏性拉力数据作为判定对象,基于高温加速寿命理论Arrhenius模型和威布尔模型设计Au-Al键合的可靠性评价方案,测试过程易于开展,评价数据直观,系统测试误差小。在室温25 ℃条件下,失效寿命为22.0年;在80 ℃工作温度下,失效寿命为9.1年。该评价方法可为Au-Al键合体系在型号装备中的应用提供支撑,为异质材料键合可靠性评价提供方法参考。     

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.     

键联接的可靠性研究

本文给出了失效相关的机械零件可靠度计算的通用公式。在此基础上,推导出键联接的可靠度计算的通用公式,并且介绍了两种可靠度计算的近似方法,为提高机械零件强度和可靠性提供了有利条件。     

压力约束模式下热超声倒装键合的试验

在采用压力约束模式夹持倒装芯片的条件下，实现了热超声倒装键合。通过观测键合过程中的输入超声功率、工具末端和芯片的振幅变化情况，研究了压力约束模式下不同键合参数对键合过程和键合强度的影响规律。试验结果表明：在这种约束模式下，键合力和功率对键合强度具有重要的影响；键合力对金凸点的变形是决定性的；键合强度与输入的超声能量总量有关，过小和过大的超声能量都不能形成好的键合强度，高强度的键合并不需要大的超声功率输入，键合过程中能量主要耗散于工具／芯片间相对运动导致的摩擦做功，并造成了芯片和工具的磨损。     

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.     

压电喷墨腔室键合工艺的研究

描述了一种结合光刻和热键合工艺制作压电喷墨腔室的工艺方法,并对喷墨腔室的键合质量进行研究.首先在Si基底上制作完全交联的SU-8开放腔室,然后在PDMS基底上采用邻近式紫外曝光得到带有锥形喷孔的喷孔板,最后将喷孔板与开放腔室热键合得到一体化的喷墨腔室.通过控制曝光量来得到不同交联程度的喷孔板,测量不同交联程度下喷墨腔室的键合强度;通过优化氧等离子体处理工艺参数,提高了喷墨腔室的键合强度;此外,优化了热键合温度和键合时间,获得最小的腔室变形量.     

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。     

基于Lyapunov指数的键合换能系统振动特性分析

阐述Lyapnov指数作为振动信号的混沌判断原理,并对换能系统的振动信号进行分析与研究,计算换能系统在不同加载压力下变幅杆的振动时间序列的Lyapnov指数.结果表明振动信号中的最大Lyapnov指数均大于0,根据混沌理论可以判定换能系统振动信号中存在混沌现象,应该采用混沌的方法研究与分析换能系统振动信号;通过不同加载压力下的平均键合强度与最大Lyapunov指数的比较,发现Lyapunov指数的过小和过大会造成引线键合的欠键合和过键合,这为进一步研究超声引线键合换能系统的振动特性提供有价值的参考.     

基于磁控溅射制备金属纳米颗粒的低温键合技术研究

三维集成是后摩尔时代异质集成的关键技术路线之一,片间互连是其关键技术.传统的金属热压键合技术由于存在键合温度高和键合时间长的问题,不再适用于三维集成技术的发展需求,新型的具有低温、短时和高可靠性特点的片间互连技术受到广泛关注.提出一种基于磁控溅射制备金属纳米颗粒的低温键合方法.首先采用磁控溅射方法分别进行金属Ag和Au...     

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。     

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。     

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.     

射频器件超细引线键合工艺及性能研究

作为有源相控阵雷达的关键组成部分,T/R （Transmitter and receiver）组件的尺寸与性能决定着装备的重量和功能。引线键合是T/R组件中常用的互连技术之一,随着组件集成度的提高势必也要开发相应的高密度引线键合技术,这使得键合线的尺寸越来越小,而超细的引线会使焊点力学性能降低,造成可靠性下降等问题。采用超声热压楔形键合的方法实现了的超细金丝与金焊盘的连接,并对工艺进行优化。结果表明,随键合压力、键合时间和超声功率的增大,键合后引线形变量逐渐增大,而键合后金丝的拉力先增加后减小,且工艺参数对金带形变量的影响小于金丝;由于第二焊点作用力过大会导致引线形变量较大、最大拉力小于第一焊点,需增加题焊点数量;最后,通过正交试验方法获得了金线和金带的最佳键合工艺参数,实现了超细尺寸引线的键合,对T/R组件的小型化具有重要意义。     

变桨减速机的国产化及低温环境下可靠性分析

针对风电变桨减速机野外作业,工作环境恶劣的特殊要求,结合行星结构减速机的优点,设计了一种可靠稳定的风电变桨减速机。设计了变桨减速机的主要结构,分析了变桨减速机在低温环境下的可靠性。利用ANSYS对所设计的减速机进行了有限元分析并对试制产品进行了模拟加载试验,结果表明,减速机箱体材料QT400-18可以等效替代EN-G JS-350-22,针对低温环境选择的润滑油和密封装置能够正常工作。     

高韧性含铜微合金化气体保护焊焊丝的研制

在研究碳、钛和铜对焊缝金属影响的基础上,开发了一种含铜微合金化的高强度高韧性气体保护焊焊丝,并且对焊丝的熔敷和焊缝金属开展了常规力学性能、系列冲击、落锤、动态撕裂和CTOD等试验。结果表明：所研制焊丝的焊缝金属具有优良的低温韧性,且实现了以得到针状铁素体组织为主的设计目标。     

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。     

连铸连轧法生产高速电气化铁路铜银合金接触线

对连铸连轧法生产的Ф20mm铜银合金杆坯，通过拉拔机连续拉拔成型生产铜银合金接触线。检测结果表明：产品与相同规格的纯铜线坯比较，抗拉强度明显提高，在电阻率等方面均达到新的铁标要求。     

多级载荷累积损伤下结构的动态可靠性分析

在服役环境中的各种不确定性因素及时间因素的共同作用下,结构将产生强度退化与累积损伤,进而严重影响到可靠性。传统的可靠性模型不能很好地反映载荷作用次序与强度退化等因素对可靠性的影响。利用区间理论,考虑应力作用次序不同而导致疲劳损伤的不同非线性演化过程,研究了多级载荷的等效转化问题;为承受多级载荷的强度退化下的结构,建立了动态非概率可靠性预测模型,构造了一种区间模型的动态可靠性分析方法;通过算例对多级载荷累积损伤作用下的结构动态可靠性进行了分析,并验证了方法与模型的有效性。