第三代半导体互连材料与低温烧结纳米铜材的研究进展

半导体材料是现代科技发展和产业革新的核心,随着高频、高压、高温、高功率等工况的日趋严峻及“双碳”目标的需要,以新型碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)等为代表的第三代半导体材料逐步进入工业应用。半导体产业的贯通以及市场规模的快速扩大,导致摩尔定律正逐渐达到极限,先进封装互连将成为半导体行业关注的焦点。第三代半导体封装互连材料有高温焊料、瞬态液相键合材料、导电胶、低温烧结纳米Ag/Cu等几个发展方向,其中纳米Cu因其优异的导电导热性、低温烧结特性和良好的可加工性成为一种封装互连的新型方案,具有低成本、高可靠性和可扩展性,近年来从材料研究向产业链终端应用贯通的趋势非常明显。本文首先介绍了半导体材料的发展概况并总结了第三代半导体封装互连材料类别;然后结合近期研究成果进一步围绕纳米Cu低温烧结在封装互连等电子领域中的应用进行重点阐述,主要包括纳米铜粉的粒度、形貌、表面处理和烧结工艺对纳米铜烧结体导电性能和剪切性能的影响;最后总结了目前纳米铜在应用转化中面临的困境和亟待解决的难点,并展望了未来的发展方向,以期为低温烧结纳米铜领域的研究提供参考。

钆、氟掺杂二氧化钒的晶体结构演变行为与相变机理

二氧化钒(VO_(2))是一种热致相变材料,其过高的相变温度制约了其潜在应用.元素掺杂能够使VO2的能带结构、态密度、键长和晶胞体积等晶格参数改变,引起其相变行为的变化.借助Materials Studio软件,基于第一性原理和分子轨道理论研究了钆、氟掺杂二氧化钒的晶体结构演变行为与相变机理.结果表明,无论F掺杂于VO_(2)(M型)中间O的位置还是两侧O位置,都会引起O-O键收缩,V-V键增长,β角增大,体系亥姆霍自由能增加,带隙相对减小,F侧位掺杂效果最好,随着V^(4+)-V^(4+)同极结合的减少,在1 at%F掺杂时相变温度达到最低;当Gd以0-1.8 at%掺杂于VO_(2)(M)中V位置时,O-O键和V—V键发生收缩,β角减小,亥姆霍自能增加,带隙减小,Gd 4f态与tⅡ轨道重合,使相变能垒变低,相变温度显著降低.钆、氟两种元素掺杂VO2相变机理更符合Peierls-Mott协同相变.

张喜奎运用三金排石汤合芍药甘草汤治疗肾结石经验

张喜奎教授临证善用三金排石汤合芍药甘草汤治疗肾结石,认为湿热贯穿该病的始终,辨治时以清热利湿、通淋排石、舒筋活络为法。文中从病因病机、治法方药、验案分析等方面对其治疗本病的经验进行总结,以期对中医药治疗肾结石有所启发。

小分子给体桥联单元烷基链取代位置对光伏器件性能的影响

设计合成了2个同分异构体小分子给体C2-C-F和C2-M-F,二者仅中间桥联三噻吩单元上烷基链的取代位置不同.研究结果表明,烷基链取代位置对其吸光性能和能级影响较小,但对与受体BTP-4F-12共混后的活性层形貌具有较大影响.其中,小分子给体C2-C-F与受体BTP-4F-12共混的薄膜获得了较好的形貌,光伏器件效率达到12.84%.研究结果表明,可以通过烷基取代的位置来精细调控活性层的形貌,为高效小分子给体的设计提供了有益的参考.

水成膜泡沫扑救沸溢性油品火灾试验研究

为研究水成膜泡沫(AFFF)扑救沸溢性油品火灾的灭火效果和灭火机理,搭建了小尺度沸溢性油品火灾试验装置,研究不同泡沫供给强度下的灭火效果。结果表明,使用AFFF泡沫灭火剂扑救沸溢性油品火灾时,喷射出的泡沫施加到高温的沸溢性油品表面后,泡沫受蒸发作用快速消失,油面呈现剧烈沸腾状态,火焰高度急剧抬升,热辐射强度大幅提高;AFFF扑救沸溢性油品火灾的灭火机理是冷却作用,一是直接冷却了表层沸溢性油品温度,二是通过油品内部热对流间接冷却了下层油品温度,当表层油品温度被冷却到自燃点以下后火焰熄灭;推算出AFFF泡沫扑救沸溢性油品火灾的最佳泡沫溶液供给强度为25 L/(min·m^(2))。

高能肠内营养对肺源性心脏病心力衰竭患者营养状态和免疫功能的影响

目的探讨高能肠内营养(EN)对肺源性心脏病(肺心病)所致心力衰竭(心衰)患者营养状态和免疫功能的影响.方法选择2017年3月至2018年3月台州市第一人民医院重症医学科收治的肺心病所致心衰患者86例,将患者按使用EN制剂的不同分为高能EN组和标准EN组,每组43例.高能EN组给予高能EN液瑞能治疗;标准EN组给予标准EN液瑞素治疗;所有患者EN初始速度均为25 mL/h,目标热量3 d内达到104.6~125.5 kJ·kg^-1·d^-1,蛋白为1.5~2 g·kg^-1·d^-1,血糖控制在7.8~11.1 mmol/L.比较两组热量和蛋白达标率、营养状态、炎症反应以及免疫功能的差异.结果从EN 3 d起,高能EN组热量及蛋白达标率均高于标准EN组〔热量达标率:69.77%(30/43)比41.86%(18/43),蛋白达标率:25.58%(11/43)比11.63% (5/43)〕,持续到EN 7 d.随EN时间的延长,两组白蛋白(Alb)、转铁蛋白(TRF)、前白蛋白(PA)、人白细胞DR抗原(HLA-DR)阳性率以及免疫球蛋白(IgA、IgG)均持续升高,EN 7 d时达峰值,且高能EN组明显高于标准EN组〔Alb(g/L):36.43±5.81比33.79±5.34,TRF(mg/L):3.58±0.64比3.26±0.81,PA(mg/L):278.83± 47.56比251.67±41.92,HLA-DR阳性率:(53.22±6.11)%比(50.21±5.69)%,IgG(mg/L):4 990.68±881.66比4 211.75±861.54,IgA(mg/L):165.34±40.13比141.54±38.76,均P<0.05〕;而两组C-反应蛋白(CRP)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平则逐渐降低,EN 7 d时达谷值,且高能EN组明显低于标准EN组〔TNF-α(ng/L):14.43±8.69比20.59±9.45,CRP(mg/L):21.33±6.35比27.36±7.83,均P<0.05〕.结论高能EN不仅能改善肺心病心衰患者的营养状态,还能减轻炎症反应水平,提高患者免疫功能.

铅锌矿区周边农田土壤跳虫群落特征与重金属污染的关联

以云南兰坪铅锌矿区周边的农田为对象,按距矿区距离设四条样带,每个样带按距河流由近至远等距选3个样点进行定量采样,测定和分析土壤跳虫物种多样性和群落结构、土壤重金属含量和理化性质、及跳虫体内的铅含量。共获跳虫26种,平均密度12042ind·m2。样点与矿区或河流距离增加,土壤中镉、铅和锌含量下降,跳虫体内重金属含量下降,物种丰富度(种数)、丰富度指数和个体数多度(密度)均呈增加趋势,且对重金属有效态的响应大于重金属全量,以种数和体内重金属含量最为明显。棘跳属的Onychiurus sp.的个体数多度与有效态铅呈明显负相关,等节跳属Isotoma的三个种均与全镉及有效态含量呈负相关,而其中的Isotoma sp.3与全锌及有效态含量呈负相关,但Lepidocyrtus sp.与镉、铅、锌全量均呈正相关,以上物种有作为相应重金属污染评价指示种的潜力。此外,Onychiurus sp.和白棘跳Onychiurus folsomi与土壤有机质含量呈正相关,吉井氏球角跳Hypogastrurayosii与土壤pH负相关,Isotomasp.1与土壤pH和土壤容重呈正相关,以上物种有作为土壤质量指示种的潜力。

辽河保护区表层沉积物风险污染物质清单筛选研究

通过对辽河保护区表层沉积物样品中污染物质的化学分析,获取了74种污染物的平均浓度水平.采用结合潜在危害指数的加权评分法进行有机污染物质风险清单的筛选;应用风险商值法对沉积物中非离子氨的生态风险进行评估,进而确定非离子氨是否列入风险污染物质清单;将沉积物重金属潜在生态风险指数法与EPA效应阈值比对相结合,筛选重金属风险污染物质清单.研究结果显示,辽河保护区表层沉积物风险污染物质清单包括8种污染物质:非离子氨、Cd、苯并[a]蒽、苯并[a]芘、敌敌畏、苯并[k]荧蒽、、茚并[1,2,3-c,d]芘.

GMP车间洁净服闭环管理系统的设计与思考

为加强GMP车间洁净服的使用管理,确保洁净服在使用过程中安全、合规、合法,进一步控制生产环节的污染风险,上海嘉柏利通科技股份有限公司基于RFID技术和洁净服闭环管理系统,对GMP车间的洁净服使用流程进行监控,利用科技优势,对洁净服的存放、分发、使用、回收、报废、清洗、灭菌、寿命等全生命流程实现便捷的电子化可追溯管理,一键查询,即可追溯洁净服的所有使用信息。洁净服采用RFID技术可有效降低统计差错率,经过十几个客户的使用反馈,在提高GMP车间生产人员的洁净服管理工作效率和风险控制上,效果显著,达到了该系统设计的目的。

差压式MEMS电容薄膜真空规的设计与测试

提出了一种基于MEMS技术的差压式电容薄膜真空规设计方案。通过有限元分析软件建立了仿真模型,对感压薄膜尺寸和电极间距离进行了优化。根据优化结果,完成了真空规的研制和性能测试。测试结果表明,测量范围下限5 Pa,上限1000 Pa,灵敏度优于10 fF/Pa,测试曲线可以实现分段线性。

保持土壤生命力,保护土壤生物多样性

土壤生物多样性及其所提供的生态系统服务对全球生态系统至关重要,在解决粮食安全、环境污染、气候变化及公共卫生等全球重大问题方面起着关键作用。由于全球气候变化和人类活动的干扰,土壤生物多样性下降风险加剧,要多管齐下保护土壤生物多样性。

葡萄均衡营养肥对鲜食葡萄品质的影响

为了实施精准施肥,减少氮、磷、钾肥的施用量,提高葡萄树对养分的吸收利用率以及葡萄的品质和产量,以“金手指”和“龙眼”2个葡萄品种为试验对象进行了施肥对比试验,以探讨葡萄均衡营养肥的施用效果。试验结果表明:葡萄均衡营养肥在大幅降低氮、磷、钾肥施用量的情况下,可不同程度地提高葡萄的单果质量、果穗质量和产量,葡萄的可溶性固形物、可溶性总糖、有机酸、VC、总酚、黄酮、氨基酸等含量也有不同程度的提高。葡萄均衡营养肥不仅达到了减肥增效的目的,而且可以大幅改善葡萄品质。

血清细胞粘合素-C浓度与重型颅脑损伤患者30d死亡的相关性分析

目的探讨血清细胞粘合素-C(TNC)浓度与重型颅脑损伤(TBI)患者30d死亡的关系。方法选择重型TBI患者130例及健康体检者(对照组)130例,采用ELISA法检测血清TNC浓度,采用入院时格拉斯哥昏迷(GCS)评分评价患者伤情严重度,预后评价指标包括30d病死率和生存时间。比较两组血清TNC浓度,分析血清TNC浓度与GCS评分、30d生存时间与死亡的关系,采用ROC曲线评价血清TNC浓度对30d病死率的预测价值。结果重型TBI患者血清TNC浓度196.5ng/ml,较对照组(46.9ng/ml)升高(Z=9.765,P<0.01)。重型TBI患者血清TNC浓度与入院时GCS评分、30d病死率和生存时间显著相关(P<0.05或0.01),且可预测30d死亡(AUC=0.820,95%CI:0.743～0.882,P<0.01)。结论血清TNC浓度增高可预测TBI伤情严重程度及死亡。

几何参数对螺栓连接载荷导入系数的影响研究

载荷导入系数与被连接件的几何尺寸和外载荷有关,当被连接件结合面上有效夹紧接触区域的接触状态不随外载荷的变化而变化时,系数仅与几何尺寸有关。为了研究螺栓连接的几何参数对载荷导入系数的影响,以四个无量纲化几何参数为研究对象,采用控制变量法进行仿真分析。研究结果表明,被连接件宽高比与外载荷作用相对高度对载荷导入系数有影响,不同几何尺寸的螺栓连接结构,可以由拟合公式或拟合曲线计算对应的载荷导入系数,为实际工程运用提供了一定的借鉴意义。

羽毛降解杆状链霉菌S-28遗传转化系统的建立与优化

【目的】建立羽毛降解杆状链霉菌(Streptomyces bacillaris)S-28的遗传转化系统,并对其进行优化,为该菌株的遗传改造奠定基础。【方法】以大肠杆菌-链霉菌穿梭整合型质粒pSET152为出发质粒,大肠杆菌(Escherichia coli)S17-1/pSET152为供体,羽毛降解杆状链霉菌S-28孢子为受体进行接合转移试验,并对影响接合效率的培养基种类、MgCl_2浓度、热激温度、预萌发时间、供受体比例和接合转移时间等要素进行优化。【结果】确定筛选羽毛降解杆状链霉菌S-28菌株接合转化子的抗生素为安普霉素≥10μg/mL或卡那霉素≥20μg/mL;成功将pSET152转入到杆状链霉菌S-28中。优化的S-28菌株接合转移条件为:以MS为接合转移最适培养基,MgCl_2浓度为10mmol/L,孢子萌发条件为40℃热激10min且不进行预萌发处理,供受体比例为10∶1,接合转移时间18~20h,此条件下接合转化效率最高达到10-4。【结论】建立并优化了羽毛降解杆状链霉菌S-28的遗传转化系统,接合转化效率最高可达到10^(-4)。

基于基因组改组技术的角蛋白酶高产菌株选育研究

【目的】筛选具有高效角蛋白水解活性的微生物,为提高废弃羽毛中角蛋白资源的利用奠定基础。【方法】采用梯度稀释法,以羽毛作为惟一碳氮源对土样中的产角蛋白酶菌株进行筛选,筛选可高效降解羽毛的细菌。通过菌株的形态、生理生化特性以及16S rDNA序列分析,对菌株进行分类鉴定,并探讨其最适发酵条件。利用硫酸二乙酯(DES)和亚硝基胍(NTG)对目的菌株进行诱变,确定最适诱变条件,并进行原生质体融合,通过基因组改组选育角蛋白酶高产菌株。【结果】分离筛选到1株具有较强羽毛降解能力的菌株ZJT01,该菌落圆形凸出,革兰氏染色呈阳性,酪素水解、硝酸盐利用、柠檬酸利用等生理生化试验均呈阳性。结合菌株16S rDNA同源序列比对分析,初步鉴定其为节杆菌(Arthrobactersp.)。菌株ZJT01产角蛋白酶的最适发酵温度和时间分别为32℃和72h。其DES最适用量为9μL/mL,诱变时间为20min;NTG的最适合质量浓度是0.6mg/mL,处理时间为15min。原生质体制备的最佳条件为:溶菌酶终质量浓度10 mg/mL,酶解温度37℃,酶解0.5h。经过硫酸二乙酯(DES)和亚硝基胍(NTG)分别诱变处理,获得角蛋白酶活性提高的菌株DES-2和NTG-2;对其进行3轮基因组改组后,筛选到2株角蛋白酶活性比亲本菌株ZJT01提高了5.48倍的重组菌株,且其产酶活性可稳定遗传。【结论】通过基因组改组技术获得了2株角蛋白酶活性大幅提高的菌株F3-5和F3-6,这2株菌对羽毛的降解效果较亲本菌株ZJT01明显提高,具有较好的应用前景。

上海浦江郊野蛙类重要栖息地不同生境下节肢动物的群落结构研究

为保护本土野生动物资源,维护城市生态安全,上海市实施浦江蛙类重要栖息地恢复工程。因蛙类主要食物源是昆虫为主的节肢动物,因而,节肢动物可用于栖息地环境质量的评估和监测。2016年6月、9月和12月对栖息地8类不同生境节肢动物进行了调查。采用网扫和陷阱法分别对地上和地表节肢动物进行定量采样并测定各生境土壤理化特性。共获地上节肢动物4 322个体,鉴定为182种;地表节肢动物30 078个体,83种。地上节肢动物:植被恢复较好的生态复合林(STFHL)、水系沟通较好的沼泽湿地(ZHZ)和湖畔绿地(HPLD)的种数和个体数为最多(67~66种,462~347个体),而植被和水系相对较差的水稻田(SDT)和生态塘(STT)则最少(56~52种,245~188个体)。STFHL、ZHZ和HPLD群落结构特征指标亦最高:12月密度为21.5~11.5 indv.·m^(-2)、物种丰富度11.3~6.5 species·m^(-2)、多样性指数3.1~2.4,分别为SDT、STT或乔木林(QML)的6.1~1.8、4.0~2.3、2.6~1.3倍。线性模型-冗余分析(RDA)排序图亦表明:密度、物种丰富度和多样性指数增长方向指向STFHL、ZHZ和HPLD,减低方向指向SDT、STT和QML。地表节肢动物:ZHZ和水系沟通较好的生态水道(STSD)个体数最多(10 921~3 917个体),其他生境较少(2 107~1508个体);密度亦是ZHZ和STSD最高,6月为266.0~223.2 indv.·m^(-2);多样性和均匀性指数12月都是STSD最高,分别为2.2和0.8。RDA亦表明:密度增长方向指向ZHZ和STSD,减低方向指向QML和HPLD。蒙特卡罗检验显示土壤环境因子对地表节肢动物群落结构有显著性影响。影响最大的是砂土含量、壤土含量和全钾,适合度为23%~27%,其次是阳离子交换量、粘粒含量、速效钾和全磷,适合度9%~18%。浦江蛙类栖息地植被恢复和水系沟通等的生态恢复措施使节肢动物种类和数量丰富,接近自然状态,这为蛙类栖息地建设提供了范本,值得推广和借鉴。

螺栓与被连接件间轴向相对刚度的修正计算

螺栓连接结构的载荷分配比例和螺栓与被连接件间的轴向相对刚度密切相关。为了更准确地求解螺栓连接结构中螺栓与被连接件间的轴向相对刚度,基于被连接件垂直于螺栓轴的各受压层压应力均匀分布与非均匀分布形式下的轴向压缩变形量解析式,结合有限元仿真结果,提出了被连接件压缩变形体起始直径的修正公式及轴向压缩变形量的修正解析式。通过提取仿真应力值,对压应力理论修正方程、压应力仿真拟合方程进行积分计算。对比计算结果发现:用仿真拟合方程计算得到的被连接件压缩变形体轴向压缩变形量与用理论修正方程计算得到的变形量的误差小于2.5%,这说明用仿真拟合方程求解被连接件压缩变形体的轴向压缩变形量具有较高的精度。研究结果表明:修正起始直径与夹紧长度、螺栓头与螺母支承面直径呈线性关系。压应力非均匀分布下,用被连接件压缩变形体轴向压缩变形量的修正解析式求解螺栓与被连接件间轴向相对刚度时,误差小于2%,表明该修正解析式能够较为准确地计算螺栓与被连接件间的轴向相对刚度。在修正起始直径的基础上,基于被连接件各受压层压应力非均匀分布的轴向相对刚度计算结果比基于均匀分布的更准确。研究结果为理论研究和实际工程中准确分析螺栓的受力情况提供了一定参考。

螺栓的转角法预紧仿真研究

螺栓在预紧过程中因受到拉力和扭矩的共同作用而始终处于复杂的多轴应力状态下,因此,在有限元软件中准确地进行螺栓的预紧仿真,对于分析含螺栓结构的强度及可靠性十分重要。基于ANSYS软件,提出转角法预紧螺栓的方式,即固定螺母并在螺栓头施加一定转角,可真实模拟螺栓的预紧过程。与预紧单元法相比,转角法不但能得到准确的轴向拉应力,还能得到准确的切应力,应力仿真结果与理论计算值的误差均在3%以内。转角法预紧能够准确模拟螺栓在预紧过程受到的拉扭复合应力作用的状态,为准确分析螺栓杆受力、螺纹表面应力应变分布提供了一定借鉴意义。

基于决策树的眼底图像渗出自动检测方法

自动视网膜图像渗出检测有助于糖尿病性视网膜病变的早期诊断,提出了彩色眼底图像视网膜渗出检测方法。该方法根据决策树理论,采用Messidor数据库,对视网膜图像进行分类,区分得到含渗出的病变图像和不含渗出的正常眼底图像。实验结果表明,针对不同光照下采集的眼底图像采用光照非均匀性的归一化处理,即使在光照变化的环境中,文中的方法仍然比眼科专家的人工判定表现出色,能很好地分割出渗出区域。