火花放电法制备纳米材料及其应用综述

纳米材料在光学、热学、电学、磁学、力学等方面表现出优异的特性,已广泛应用于储氢、催化、太阳能电池、微电子封装、生物医疗等领域。火花放电法是一种制备纳米粒子的有效手段,具有普适性广、纯度高、操作过程简单、方法灵活、对环境友好等特点。本文概述了火花放电发生器的基本组成部分、火花放电过程的原理,对纳米粒子的形成机制以及影响纳米粒子尺寸和产率的关键因素进行详细分析,列举了制备的纳米材料种类的多样性,并综述了该技术制备的纳米材料在诸多领域展现出的优异性能,最后对火花放电制备纳米材料及其应用领域的发展进行了展望。

半导体封装Cu-Cu互连接头烧结性能研究

使用不添加任何助焊剂的铜膏,获得了高烧结性能的Cu-Cu互连接头。使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和热重分析仪对粒径分别为(20±10)nm、(80±20)nm和(100±20)nm的纳米铜颗粒进行分析表征。选择粒径为(80±20)nm的纳米铜颗粒和松油醇混合配成纳米铜膏,用于互连接头的烧结性能研究。探究了不同的烧结温度、保温时间、升温速率和烧结压力对互连接头的剪切强度和失效面微观形貌的影响,得出了最佳的工艺参数。在升温速率为0.1℃/s、保温时间为30 min、烧结温度为260℃和无压条件下烧结,互连接头的剪切强度达到了5.0 MPa。在同样的升温速率和保温时间、烧结温度为300℃、压力为5 MPa的条件下烧结,互连接头的剪切强度达到了33.3 MPa。Cu-Cu互连接头能够满足功率半导体器件的互连应用要求。

超强抗氧化铜膏的制备及键合性能研究

为了实现第三代半导体材料的广泛应用并提高第三代半导体器件的性能,开发新型的、高性能的封装互连材料成为了关键举措。其中,微纳米铜材料由于其具有表面效应和小尺寸效应等特点,能够在低温条件下烧结成高导电性、高导热性、高稳定性和耐电迁移性的块体结构,成为开发新型封装互连材料的研究热点。但是微纳米铜材料极易氧化、团聚和产率低的问题,限制了其在第三代半导体器件上的应用,提高微纳米铜材料的抗氧化性成为解决其应用的关键问题。本文采用苯并咪唑对微纳米铜材料进行处理,通过扫描电子显微镜、红外光谱等表征手段,证实了苯并咪唑对微纳米铜颗粒的包覆。对铜膏进行X射线衍射和X射线光电子能谱表征,证明该铜膏能够在空气中放置120 d不被氧化。将铜膏应用于烧结键合,300℃条件下制备的互连接头的强度达到了62.3 MPa,烧结体电阻率低至6.18×10^(-8)Ω·m。研究结果表明,苯并咪唑处理微纳米铜材料的方法,可以实现微纳米铜材料的超强抗氧化和良好的互连性能,对第三代半导体封装互连材料的研究和发展具有深远意义。

纳秒紫外激光修复高密度铜印制线路板研究

采用液相还原法制取纳米铜颗粒,与乙二醇溶剂混合配成膏体,利用紫外激光修复铜印制线路板上线路的缺失部分。探究了不同激光功率对修复后的线路形貌以及各项性能的影响,得出最佳工艺参数。修复后线路的电阻值与激光功率的关系并未呈现出明显规律。在激光功率为0.4 W、速度为100 mm/s、频率为150 k Hz时,激光修复后的线路表面平整且无裂痕,其电阻只有0.2Ω(电阻率为4×10^(-6)Ω·m)。经过弯曲测试,弯折处的铜线路受应力影响发生部分分离,线路的电阻值随弯曲次数的增多呈增长趋势,4次弯曲后的电阻值是未弯折时电阻值的9倍。

激光烧结纳米铜膏成型线路的清洗工艺研究

提出了一种基于紫外纳秒脉冲激光的纳米铜膏(铜的质量分数为85%)选择性烧结成型线路技术。采用乙醇超声清洗技术对成型线路进行清洗,剥离未烧结区的纳米铜膏。采用质量分数为30%的双氧水和质量分数为5%的硫酸,通过氧化酸洗技术去除热烧结区的纳米铜膏,从而获得纳米铜中心烧结区的成型线路。通过场发射扫描电子显微镜(SEM)和能谱色散型光谱仪(EDS)进行表征,证明清洗后的成型线路表面主要为金属铜,表层的纳米铜颗粒完全相融连接。该方法为激光烧结成型线路的清洗提供了参考。

IrO_2-SnO_2上氧析出机理

本文研究IrO_2-SnO_2电极上氧析出过程的动力学和机理.实验得到,在所研究的电极上氧析出极化曲线的Tafel斜率约为75mV,H^+的反应级数为-0.75.此外,XPS结果证明研究电极表面Ir以+4价存在.根据实验结果提出IrO_2-SnO_2电极上氧析出过程的机理为:IrO_2+H_2O→IrO_2-OH+H^++cIrO_2-OH(?)IrO_2-O^-+(H^+)_sIrO_2-O^-(?)IrO_2-O+c2(IrO_2-O)(?)2IrO_2+O_2其中第一步为反应速度步骤(r.d.s.),(H^+)_s表示电极表面上的吸附质子。

热分解制备的RuO_2-IrO_2电极研究

RuO_2和IrO_2都是用于析氧、析氯的氧化物阳极的活性组分,作为阳极材料用于氯碱、氯酸盐制备、电解水、电冶金以及废水处理等领域具有很大的潜力.RuO_2和IrO_2能形成固溶体.IrO_2。的加入,提高了电极的稳定性,降低了电极的析氧催化活性.这种混合氧化物Ir_aRu_(1-a)O2阳极已用于酸性介质中电解水.对于Ru-Ir合金电极和混合氧化物电极已进行了大量的电化学和表面性质的研究.但关于热分解制备的RuO_2-IrO_2电极的研究报道尚少,面对表面性质的研究更少.本文应用XPS和电化学技术研究热分解制备RuO_2-IrO_2电极的电化学性能和表面性质的关系,以探讨制备寿命长、价格低的阳极的可能途径.

RuO_2/电解液界面表面酸碱平衡与表面配位平衡

本文发现胶休“聚合电解质”模型较好地适用于RuO_2按此模型计算了RuO_2/电解液界面表面酸碱平衡常数和表面配位平衡常数,从而得出RuO_2的零电荷点。

RuO_2电极的析氧活性研究

本文用XPS,UPS和电化学方法研究了RuO_2电极的活性中心组成及其在电解过程中的变化结果表明,RuO_2电极的活性中心为氧结构空位.在电解过程中,表层的氧结构空位不断减少,由于RuO_2电极析氧反应区域不断扩展和深入,又暴露出新的氧结构空位,但电极外表面的氧结构空位对电极析氧活性影响较大,外表面氧结构空位为RuO_2电极有效的活性中心.此外,电极的腐蚀和剥落也是导致活性降低的原因之一.

RuO_2电极的SEM和AFS研究

通过对 RuO_2电极在不同烧结温度和电解时间条件下表面形貌的观察与 AES分析,推断出RuO_2 电极的活性中心是氧结构空位,在电极表面凸处氧结构空位较多;随着电解的进行,电极活性降低,氧结构空位减少,但在凸处的比在凹处的减少较多,故认为反应点较多地集中在表面凸处。

RuO_2电极的XPS和UPS研究

应用XPS和UPS研究了不同烧结温度下制备的RuO_2电极表面组成和价带结构。实验表明,电极表面的O/Ru原子比、I(σ+π)/1(π~*)强度比和π~*结合能随烧结温度升高而增大,意味着费米能级边d电子密度减少和RuO_2更难氧化为活性中间体RuO_4。我们认为RuO_2电极析氧活性中心是缺氧结构而不是RuO_3。解释了电极的电催化活性随烧结温度升高而降低的原因。

RuO_2电极伏安特性

本文用循环伏安法和微分脉冲极谱法研究RuO_2电极的优安特性。结果表明,在0.2～0.8V电位区存在两个氧化还原反应; RuOOH?RuO_2+H^+e 和RuO_2+H_2O?RuO_3_2H^++2e而不是一个氧化还原反应(RU(Ⅲ)→Ru(Ⅳ));且电极的析氧活性中心为氧结构空位,它的消失导致电极的失活。

二氧化钌电极的XPS研究

XPS分析表明在RuO_2 在O(a),OH(a) H_2O(a),Ols529.5,531.0, 532.0 cV.RuO_2提出了Ru_2O_3氧化生成的RuO_4

LCD驱动芯片CoF封装技术的现状及发展

挠性封装基板具有可弯折、重量轻、厚度薄等特点。基于挠性基板的CoF互连技术逐渐成为薄膜晶体管液晶显示屏(TFT-LCD)驱动芯片的主流封装技术。针对液晶显示系统中驱动芯片CoF封装技术的4种主要互连技术——ACA连接技术、NCA连接技术、焊料连接技术和金-金热压技术的原理、特点、研究现状和发展前景进行了总结,提出了未来CoF互连技术可能出现的新工艺和发展方向。

时尚预测对产业装备设计的辅助作用研究

时尚的引领不应该只能作为趣味性的美化需要存在,还应该可以被应用于系统的装备设计方向预测,通过其可持续性、前瞻性和易于接受的传播方式、渠道,对受众意识形态的定向发展起到作用。通过时尚的循环往复、可被预测的特性分析,对产业、产业装备设计及实施方式进行系统设计提出建议,以达到驱动时尚风潮良性、绿色循环,并引领受众思潮走向的目的。探讨了相关时尚和社会思潮变化所可能带来的产业装备设计变革。论证时尚预测的复合价值可以被产业装备设计所借鉴,从产业政策层面应加强特定领域的布局与发展,注重扩展装备设计领域,达到生态共荣的目标。

基于密度泛函理论研究碱性水溶液中乙内酰脲及其衍生物的结构及性质

乙内酰脲及其衍生物对多种金属离子具有良好的络合效果,是一种有望取代氰化物的绿色电镀络合剂。本文以密度泛函理论(DFT)方法对乙内酰脲及其衍生物的反应活性进行了研究。通过分子极性指数和极性表面积所占总面积百分比研究多种乙内酰脲衍生物在水中的溶解性,理论计算结果与文献报道的实验结果基本一致。通过原子电荷、表面静电势、原子对最高占据分子轨道的贡献、平均局部离子化能和简缩局部软度考察去质子化后的各原子的配位能力,其中含S原子的2-硫代乙内酰脲(TH)比其他衍生物具有更强的配位能力,其可能是有研究前景的无氰络合剂。通过解离常数预测各衍生物达到去质子化状态的难易程度。AIM拓扑分析表明所研究的分子结构稳定性较好,而在373K下的分子动力学模拟表明,1,3-二羟甲基-5,5-二甲基乙内酰脲(DMDMH)热稳定性较差,其他分子热稳定性较好。