Ni42Cr6Fe合金在高温湿氢中的氧化膜组织结构及生长过程研究

用ＴＥＭ、Ｘ射线衍射、ＳＥＭ等技术研究了Ｎｉ４２Ｃｒ６Ｆｅ玻封合金在高温湿氢中的氧化膜生长过程。氧化初期，Ｃｒ＿（２）Ｏ＿３和尖晶石氧化物同时形核长大，前者在晶界处形核长大，后者在晶内处形核长大。随后由于Ｃｒ的选择氧化，氧化膜主要以Ｃｒ２Ｏ３生长为主．当氧化进行到一定程度后，由于表面层Ｃｒ的贫化，氧化膜生长转化以（Ｆｅ，Ｍｎ）Ｃｒ２Ｏ４尖晶石氧化物生长为主．最后形成表层以粗大晶粒（Ｆｅ，Ｍｎ）Ｃｒ２Ｏ４为主，底部以较小晶粒Ｃｒ２Ｏ３为主，中部由大晶粒（Ｆｅ。

低碳含金阳极帽封接气泡的产生与控制

本文研究低碳封接合金阳极帽产生封接气泡的原因及控制措施。结果表明，低碳含金阳极帽产生封接气泡，主要是由于氧化膜破损和封接温度偏高造成，其实质是由于氧化膜表面因破损产生凹坑、膜上附着物等缺陷，封接时这些地方吸附的气体未能逃逸形成了气泡。通过降低封接温度和控制送料斗振动强度的措施，基本解决了封接气泡大量产生的问题。

微量元素Zr、Hf对Ni47Cr6Fe玻封合金氧化膜生长的影响

研究了微量元素Ｚｒ、Ｈｆ对Ｎｉ４７Ｃｒ６Ｆｅ玻封合金在高温湿氢气中的氧化速度、氧化膜形貌、应力及组成的影响。结果表明：ＡＩ、Ｓｉ的少量添加促进合金氧化，但Ｚｒ、Ｈｆ的微量添加抑制合金氧化，Ｚｒ与Ｈｆ对合金氧化速度的影响基本相同；Ａｌ、Ｓｉ促使氧化膜凸起生长，Ｚｒ、Ｈｆ促使氧化膜平滑生长；Ｚｒ、Ｈｆ的添加增加氧化膜内应力，而添加Ｓｉ、Ａｌ降低氧化膜内应力。Ｎｉ４７Ｃｒ６Ｆｅ合金氧化膜主要由Ｃｒ２Ｏ３和（Ｆｅ，Ｍｎ）Ｃｒ２Ｏ４两相组成，Ｚｒ、Ｈｆ的添加使氧化膜中Ｃｒ２Ｏ３相对含量降低，而使（Ｆｅ，Ｍｎ）Ｃｒ２Ｏ４的相对含量增多。Ｚｒ、Ｈｆ的微量添加有利于提高合金氧化膜封接性能。

铜基引线框架材料的研究与发展

引线框架材料是半导体元器件和集成电路封装的主要材料之一，其主要功能为电路连接、散热、机械支撑等。随着ＩＣ向高密度、小型化、大功率、低成本方向发展，集成电路Ｉ／Ｏ数目增多、引脚间距减小，对引线框架材料提出了高强度、高导电、高导热等多方面性能上的要求。由于拥有良好的导电导热性能，铜合金已成为主要的引线框架材料。本文对电子封装铜合金引线框架材料的性能要求、国内外研究与发展等进行了综述。

无铅焊料在清华大学的研究与发展

清华大学材料科学与工程系电子材料与封装技术研究室研制了6个系列的无铅焊料:Sn-3.5Ag添加Cu或Bi; Sn-3.5Ag-1.0Cu添加In或Bi; Sn-Ag-Cu-In添加Bi; Sn-Ag-Cu添加Ga; Sn-Zn添加Ga; Sn-Zn添加多种元素。重点介绍了Sn-Zn添加多种元素。对6个系列无铅焊料的研究取得了较好的实验结果,得到比较理想的低温焊料体系,有的合金熔点已非常接近铅锡共晶焊料熔点183℃。

玻封合金氧化膜表面晶须形成机理及其影响

添加微量Al、Si…元素的476合金,在湿氢中氧化,会形成大量晶须.这种长在氧化膜表面的晶须,主要形貌是头部呈球形的旗杆状,其杆部为尖晶石单晶(Fe、Mn)Cr_2O_4,头部为金属复合氧化物(Ni、Fe)_xAl_y.球头俗称白粒,可在700～900℃加热的初期,由于Al沿晶界优先析出形成;杆部大约在1150℃时,由于白粒周围氧化压应力及白粒下面位错蠕动的相互作用,从白粒根部开始向轴向增长.在合金表面蒸镀Cr_2O_3氧化膜,即使在湿氢中经受长期高温氧化,也不致形成晶须.给基体合金进行适当的表面处理,如冷轧、预研磨等,对于在氧化初期形成Cr_2O_3膜是很有利的,因为表面处理可能通过增加表面缺陷激活表面活性.

添加元素对Fe-Ni-Co系银焊脆性的影响

为了改善Ag-Cu 焊料液态金属对可伐合金(Fe-29Ni-16Co)固态侵入引起的脆裂(银焊脆性或液体金属脆性),本文研究了13种元素(Zr,Hf,B,Y,RE,Al,Mn,Mg,Ti,V,Mo,Ca)在可伐合金中单独添加或复合添加后,对合金银焊脆裂强度的影响;并从与银焊脆性相关的冶金因素探讨了添加元素的作用和抑制银焊脆性的原因。并实装了TO-5 型电子器件,全部通过标准检验,并优于原用合金。

La,Fe(或Co)/Ti对Cu-Cr-Zr合金时效特性的影响

研制了新型集成电路引线框架Cu-Cr-Zr系列合金,通过电导率、硬度、抗拉强度测试以及透射电镜观察,考察了微量合金元素La,Fe/Ti,Co/Ti元素以及时效工艺对合金性能的影响。结果表明:稀土元素La可以改善A合金(Cu-Cr-Zr-Zn)的硬度及导电率;加入Fe/Ti,Co/Ti元素,大大提高了合金的强度和硬度,并使其时效的强度及硬度峰值延后。在970℃固溶处理、70%冷变形及不同温度时效2 h后,A合金(Cu-Cr-Zr-Zn)及B合金(Cu-Cr-Zr-Zn-La)在450℃时达到硬度和强度峰值,分别为HV 1 770 MPa和525 MPa及HV 1 840 MPa和554 MPa,电导率分别为78%和80%IACS;在970℃固溶处理,60%冷变形,500℃时效2 h,50%冷变形及不同温度2次时效2 h后,C合金(Cu-Cr-Zr-Zn-Fe-Ti-La)及D合金(Cu-Cr-Zr-Zn-Co-Ti-La)在450℃时达到硬度和强度峰值,分别为HV 2 120 MPa,683 MPa及HV 2 040 MPa和651 MPa,电导率分别为65%和70%IACS。

新型无铅焊料合金Sn-Zn-Ga的研究

以 Sn-Zn 合金为母合金,添加 Ga 元素,得到了新型的无铅焊料合金。测量了其熔点、硬度、剪切强度和可焊性等性能。研究发现,Ga 元素的添加使焊料的熔点降低,熔程增大。焊料的硬度和剪切强度有所降低。焊料的铺展率增大,浸润角减小,提高了焊料的可焊性。通过实验研究确定了具有较好综合性能的焊料的成分范围。

Cu-Ni-Si系引线框架用铜合金成分设计

研究了合金元素对ＣｕＮｉＳｉ 系列引线框架用铜合金性能的影响。发现合金中时效析出物具有与δＮｉ２Ｓｉ 相似的晶体结构，Ｎｉ 及Ｓｉ 元素含量对材料硬度和电导率有很大影响。当Ｎｉ 及Ｓｉ 元素含量增大时， 由于析出物数量增多， 材料硬度增加； 当Ｎｉ 与Ｓｉ 原子数之比小于２ 时， 材料电导率明显下降，这是由于过剩Ｓｉ 元素以固溶原子形式存在， 强烈损害材料电导率的结果。加入Ｚｎ 元素后， 保温过程中Ｚｎ 元素在合金与ＳｎＰｂ 共晶焊料界面处偏聚， 阻碍脆性金属间化合物层的形成， 在４２５ Ｋ 保温１ ０００ ｈ后， 铜合金与焊料间结合良好。

陶瓷基板化学镀铜预处理的研究

为提高封装基板铜导体层与陶瓷基板的结合强度,研究了在氧化铝和氮化铝的基板上进行化学镀铜,对表面进行粗化和改性,经过优化工艺条件后,氧化铝与镀层的结合强度可以达到27 MPa,氮化铝与镀层的结合强度可以达到22 MPa。

新型无铅焊料合金Sn-Ag-Cu-In-Bi的研究

目前广泛用于电子工业界的Sn-Pb焊料合金由于Pb的毒性而将被限制使用,无铅焊料合金的研制成为研究的热点。笔者以Sn-Ag-Cu合金为母合金,同时添加In和Bi元素,得到了性能更好的无铅焊料合金,进行了一系列的性能测试,包括熔点、硬度、剪切强度以及可焊性。并且确定了综合性能较好的焊料的成分范围。

引线框架铜合金氧化特性的研究现状

铜合金由于具有优良的导电导热性能，已在现代集成电路塑料封装中占据了引线框架材料８０％的份额。但铜合金容易氧化，其氧化膜被认为是塑料封装再流焊工艺中的分层和裂纹的主要原因之一，因此引线框架铜合金的氧化特性引起了人们的广泛注意。为获得铜合金引线框架良好的可靠性，不少材料工作者对铜合金在塑料封装中的氧化特性及其对铜合金与环氧树脂模压料（ＥＭＣ）的粘接强度的影响进行了研究，为此，本文对引线框架铜合金的氧化物结构及动力学、铜合金与环氧树脂模塑料（ＥＭＣ）粘接强度的影响因素等领域的研究进行了综述。

FeCl_3溶液中影响Cu蚀刻速度的因素

采用喷蚀的方法，研究了Ｃｕ在２．５ｍｏｌ／ＬＦｅＣｌ３溶液中影响蚀刻速度的几个因素。用ＸＲＤ方法分析了Ｃｕ蚀刻表面的成分，证实了蚀刻过程中ＣｕＣｌ钝化膜的形成；研究了蚀刻速度随蚀刻时间的变化规律，给出了初步的解释；同时研究了蚀刻液中不同氯化物添加剂对蚀刻速度的影响，结果表明阴离子不是影响蚀刻速度的唯一因素，不能排除阳离子的影响；同时对蚀刻液的溶铜能力及失效蚀刻液的再生进行了初步的研究。

电子封装中的焊点及其可靠性

在电子封装中 ,焊点失效将导致器件乃至整个系统失效 ,焊点失效的起因是焊点中热循环引起的裂纹及其扩展。从焊点的微观组织及其变化、焊点失效分析、焊点可靠性预测等方面介绍了对电子封装焊点及其可靠性研究的状况。

引线框架材料对铜合金与锡铅焊料界面组织的影响

采用老化试验、金相分析、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDX)等手段对引线框架铜合金与SnPb共晶焊料界面组织进行了分析研究.结果表明,引线框架材料对铜合金与SnPb共晶焊料界面组织有很大的影响,焊点在160℃高温老化300 h后,CuCrZr系合金和CuNiSi合金与SnPb的界面金属间化合物为Cu6Sn5,其厚度在5~10 ?m; 而C194合金与SnPb的界面金属间化合物为分布有Pb颗粒的Cu6Sn5,厚度已高达60~70 ?m,同时还发现有微小空洞存在,影响焊点的可靠性.与C194合金相比,CuCrZr系合金和CuNiSi合金具有更好的焊接可靠性.

多层喷射沉积铝/钢双金属板材的研究

采用多层喷射沉积技术制备铝 /钢双金属板 ,分析了其中对双金属板界面结合产生影响的因素。结果表明多层喷射沉积技术在制备双金属板材方面有工艺设备简单 ,结合强度高等特点。其中在沉积前应对沉积的基板进行预热 ,预热的温度是双金属结合的关键。另外适当地热轧也能提高铝

低温共烧陶瓷发展进程及研究热点

低温共烧陶瓷(LTCC)是现代微电子封装中重要的研究分支,主要用于高速、高频系统。介绍了低温共烧陶瓷的发展历程及其中包含的若干重大研究热点,如铜布线工艺、收缩率匹配、LTCC散热等。

纳米颗粒的粒度对PMMA基复合材料光学性能的影响

研究了纳米颗粒的粒度对有机 /无机复合材料光学性能的影响。实验结果表明 ,随着纳米粒子粒度的减小 ,复合材料的亮度、视角均得到提高 ,并从纳米粒子的结构和散射机理方面进行了理论解释。

低温共烧陶瓷基板制备技术研究进展

对LTCC (低温共烧陶瓷 )技术的特点及应用作了评述。对目前已研究和使用过的低介电常数和低烧结温度基板材料及综合性能 ,流延浆料有机添加剂进行了对比分析。描述了流延工艺过程和烧结过程。由于对基板材料选择的任意性 ,现有流变学模型的局限性 ,以及低温液相烧结动力学过程机理尚不清晰 ,因此完整清晰地揭示LTCC工艺的物理化学过程仍需作很多工作。