面向微流体器件封装的硅-蓝宝石异质结构超快激光微连接及接头性能

微纳传感器件中异质材料的互连将决定器件封装的质量,进而影响器件的性能.针对硅与蓝宝石晶圆级异质互连,缺少操作简洁、绿色环保、适于大规模应用的连接技术,采用超快激光穿透连接技术,通过调整硅-蓝宝石晶圆间隙并控制能量输入,对硅与蓝宝石的连接可行性进行了探究.结果表明,在晶圆间隙小于1μm、激光功率7.5 W试验条件下,异质接头处蓝宝石与硅发生相互融合,形成3μm尺寸范围的互锁结构;同时硬脆材料异质接头处易产生的孔隙裂纹等缺陷也得到了有效抑制,通过剪切试验测得接头强度达到2.9 MPa.超快激光硅-蓝宝石异质结构的有效微连接,为大差异性硬脆材料的异质互连提供了研究基础,并在微流体器件封装中得到潜在应用.

微连接和纳连接的研究新进展

微连接和纳连接是微/纳级机械、电子和医疗等器件或系统结构制造的关键技术,综述其最新研究进展.针对电子封装,阐述无铅钎料的研制现状和铜引线键合新技术.针对医疗器件和铋系超导带材,分别介绍细丝、薄片连接的典型方法如微电阻焊、微激光焊和钎焊以及一步法扩散焊.对于碳纳米管,介绍电子束辐照连接、双壁碳纳米管薄膜卷覆法连接及钎焊.对于纳米金属颗粒,介绍飞秒激光辐照实现连接.最后,重点阐述了微-纳米Ag,Ag-Cu,Cu以及Ag2O颗粒膏低温烧结连接及其在电子封装中的可能应用.

微连接焊点可靠性的研究现状

从焊点的形态预测、焊点应力应变过程的数值模拟以及其热疲劳寿命预测等三个方面对近年来国内外在微连接焊点可靠性方面的研究进行了综述,指出探索多因素作用下焊点三维形态的通用性预测模型、研究更为精确的物理模拟方法及在此基础上的数值模拟和对新型无铅钎料的可靠性进行研究将是未来的发展方向。

漆包线微连接技术综述

漆包线的连接问题一直是工业难题之一。传统的连接方法往往无法兼顾多个方面,很难获得较好的综合效益,因此探寻并应用新的工艺方法极为必要。综述了激光微焊接、激光软钎焊、超声热压焊和电阻微连接等几种现行适宜于焊接漆包线的微连接技术,以期能为突破漆包线的连接难题提供一定的理论参考。

铝基复合材料扩散焊接接合区微连接行为

以铝基复合材料Al2 O3P 6 0 6 1Al为对象 ,对该种材料扩散焊接接合区微连接行为进行了探索性的研究 ,分析了接头微观组织及力学性能。研究表明 ,扩散焊接温度对接合区的微连接行为有显著影响 ,当焊接温度低于铝基复合材料固相线温度时 ,增强相—基体、增强相—增强相之间微连接属弱连接 ;当焊接温度介于该种材料液、固两相温度区间时 ,接头区域出现液态基体金属 ,增强相—基体之间可以实现较好结合 ,同时液态金属对增强相—增强相接触部位进行渗透 ,使增强相—增强相接触转化为增强相—基体—增强相结合 ,在此基础上发现在铝基复合材料液、固两相温度区间有“临界温度”存在 。

电子微连接高温无铅钎料的研究进展

基于环保的压力和人类健康的需求,电子产品微连接材料采用无铅钎料代替传统含铅钎料已是必然趋势。总结了新型无铅高温钎料的基本要求,重点评述了Bi基合金、Au基合金、Zn基合金和Sn-Sb基合金等几类钎料国内外研究现状,指出通过多元合金相图计算、合金化、材料复合化的方式开发成本、工艺性能均能与含铅钎料相媲美的无铅高温钎料。

微电子封装与组装中的微连接技术的进展

介绍了微电子封装和组装中的微连接技术。结合微电子封装技术的发展历程,概述了微电子芯片封装中引线键合、载带自动键合、倒装芯片焊料焊凸键合、倒装芯片微型焊凸键合等焊接技术以及微电子元器件组装中波峰焊和再流焊技术的发展状况。并介绍了无铅焊料的应用情况,对不同体系的微连接用无铅钎料合金的优缺点进行比较。最后对微连接技术在微电子封装与组装以及微连接用焊料进行了展望。

微连接接头在热疲劳过程中的破坏规律

同时采用电阻测量方法和疲劳裂纹观测方法分析表面贴装结构焊点的热疲劳破坏过程.通过研究焊点在热疲劳过程中的电阻值变化和热疲劳裂纹的扩展过程,来比较传统锡铅钎料焊点和无铅钎料SAC305焊点的热疲劳破坏规律.并结合有限元分析,研究焊点在热疲劳过程中的电阻值变化与裂纹扩展之间的关系,从而获得一种工程上较为实用的焊点热疲劳失效的电阻值经验判据.结果表明,SAC305无铅钎料焊点相对于传统锡铅钎料焊点而言,具有较为优异的抗热疲劳性能.根据试验研究和有限元分析结果建立了焊点在热疲劳过程中发生失效的电阻值经验判据.

激光微连接技术研究与应用进展

激光微连接是一种多功能的柔性制造技术,具有聚焦点小、能量密度高、热输入精确可控等优点,配合合适的工艺可以制造微小器件、尺寸精密器件以及异种材料组合器件,在各个工业领域具有广泛应用前景。

微连接用碳基纳米颗粒增强无铅复合钎料的研究新进展

综合评述含碳纳米管、石墨烯纳米片等碳基纳米颗粒增强微连接用无铅复合钎料的研究现状,介绍了碳纳米管、石墨烯纳米片、富勒烯、金属改性碳纳米管(石墨烯纳米片)等增强相对无铅钎料和钎焊接头组织与性能的影响。简述了无铅复合钎料的制备方法、熔化特性、导电性、润湿性、力学性能和无铅复合钎料焊点可靠性等,指出了碳基纳米颗粒增强无铅复合钎料存在的问题、解决措施及发展趋势。

微波多芯片组件中的微连接

实现微波多芯片组件(MCM)电气互连的微连接技术是MCM组装的关键技术。主要介绍微连接的三种基本方式丝焊键合、凸点倒装和载带贴装,侧重介绍了各连接方式的优势和连接形式并进行了分析。

微电子焊接及微连接

微连接是焊接学科的一个崭新发展方向，研究微细材料相互连接时的特殊规律。电子元器件及产品生产中的微电子焊接技术是微连接的主要应用领域之一。随着其应用的不断深入和扩展，已从分散的研究逐渐走向系统研究．

熔融无铅焊料对电子产品微连接的钎焊性研究

在熔融状态下无铅焊料合金的行为是影响电子产品微连接钎焊性的关键因素。研究了Sn-Ag-Cu共晶无铅焊料的制备工艺、采用的助焊剂系统和活性剂含量、以及钎焊工艺参数等对电子微连接的影响。结果表明,通过材料改性可提高焊料的钎焊性,而松香-乙醇或异丙醇溶液是其优良的助焊剂。在实验条件下,当添加的活性剂为松香质量的0.4%或溶液质量的0.1%时,可分别提高润湿速率5倍和润湿力1.5倍。其最佳工艺参数为:熔融焊料温度≤270℃,母材在熔融焊料中的浸渍时间为2～3s。

搅拌摩擦微连接设备及工艺研究

由于已在航空航天及电子领域广泛应用的铝、镁合金难以实现超薄板焊接,研究设计了基于Mach3软件控制系统的搅拌摩擦微连接焊机。利用该设备进行焊接作业,宜采用轴肩直径为6～8 mm的搅拌工具针对厚度在1 mm内的薄板进行施焊,且可进行3D成型搅拌摩擦微连接,焊接热输入、焊件变形小,焊缝成形美观。Mach3软件控制系统具有优秀的兼容性、可操作性和稳定性,操作简单、维护方便并具有开放性,搅拌摩擦微连接焊机体积小、质量轻、安装方便,焊机整体稳定性高、可操作性强。

首届纳连接和微连接国际学术会议在清华大学顺利召开

2012年12月2～5日．首届纳连接和微连接国际学术会议（The First International Conference on Nanoioining and Microjoining—NMJ 2012）在清华大学近春同宾馆顺利召开。此次会议南清华大学机械工程系主办，并得到清华大学微电子所电子封装技术研究中心的大力支持，加拿大滑铁卢大学和日本大阪大学协办，同时也得到清华大学、国际焊接学会（11W）、中国国家自然科学基金委（NSFC）、欧洲焊接联合会（EWF）、中国焊接学会（CWS）、美国Medtronic Inc．和中国乐普医疗器械（北京）有限公司的大力支持和帮助，

石英玻璃飞秒激光微连接及其接头性能

飞秒激光的低热输入、极小热影响区的特点使其在微米尺度材料连接领域有明显的应用潜力．为研究飞秒激光进行玻璃连接的可行性及其接头性能，测定了其接头的拉剪强度并分析了接头断裂前后的形貌特征．证明了飞秒激光连接玻璃的可行性，并发现玻璃试样之间的间隙对飞溅有明显影响．拉剪试验测得的接头强度在6．4～40．4 MPa之间．结果表明，在激光平均功率较大，焊缝间距较小的条件下，连接试样容易在母材中断裂，使得接头的强度相比于断裂在界面上的试样强度降低一半以上．

体视学方法在微连接研究中的应用

微连接技术广泛应用于微电子、汽车电子、MEMS、LED、功率器件等封装领域。对封装器件热学、电学、力学、可靠性等起到至关重要的作用。本文以课题组在本领域的相关研究结果为例,探讨体视学方法在微连接研究中的应用。在微焊点微观组织及界面研究方面,重点介绍采用深腐蚀方法对体钎料与焊接界面金属间化合物形貌的观察。在无损检测方面,介绍二维与三维X射线、超声波扫描等方法对微焊点内部气孔、裂纹等缺陷的检测。在断口分析方面,采用SEM与超景深显微镜对断口形貌、高度分布等进行研究。

首届纳连接和微连接国际学术会议在清华大学顺利召开

2012年12月2—5日，首屑纳连接和微连接国际学术会议（the first International Conference on Nanojoining and Microjoining—NMJ2012）在清华大学近春同宾馆顺利召开。

船舶控制设备用微连接器激光软钎焊电路设计

针对在船舶控制设备用微连接器手工焊接中出现的焊接质量问题,利用精密恒流技术与温度控制技术的功能,设计基于STC15W4K单片机控制的激光器软钎焊硬件电路系统,通过精密恒流驱动技术及半导体制冷技术,实现微连接器引脚与排线的准确焊接,试验结果表明,可实现微连接器的软钎焊自动焊接功能,提高焊接质量,提升生产效率。

电子封装结构演变与微连接技术的关系

微连接是电子产品制造中的关键技术之一,它既是实现芯片设计性能的重要途径,又是制约封装结构发展的瓶颈。微连接技术决定了封装结构的可实行性和可靠性,而随着芯片集成度不断增加,封装结构的创新也成为推动微连接技术发展的重要动力。该文通过对微连接技术及电子封装结构发展历程的研究,探究二者之间的相互关联,并介绍了微连接的几种特点以及几种常见的芯片焊接技术和微电子焊接技术,最后对电子封装结构及微连接技术的未来发展趋势进行了展望。