用于功率器件封装的新型Cu@Sn@Ag焊片性能

提出了一种用于焊接半导体芯片的新型焊接材料Cu@Sn@Ag焊片。对比分析了Cu@Sn@Ag焊片和商用PbSn5Ag2.5焊片焊层的孔隙率和力学性能,采用这两种焊片封装了110 A商用Si器件并对其进行了电学、热学性能和功率循环可靠性对比。结果表明:优化后的Cu@Sn@Ag焊片孔隙率小于4%,焊层剪切强度平均值约为35 MPa;相应器件的最小热阻为0.18 K/W,且经过150000次的有源功率循环(温差为60℃)后正向压降增长率基本小于2%,Cu@Sn@Ag焊片的性能和器件功率循环可靠性高于商用PbSn5Ag2.5焊片。基于瞬态液相扩散焊接(TLPS)的Cu@Sn@Ag焊片可以实现高铅焊片的无铅化替代,是一种具有良好应用前景的耐高温芯片焊接材料。

基于COMSOL的Cu@Sn@Ag焊片真空瞬态液相扩散焊仿真研究

在电力电子封装时,瞬态液相扩散焊过程中焊料层的应力分布是影响器件服役性能和使用寿命的重要因素。文中基于SiC芯片瞬态液相扩散焊的工况,利用有限元仿真软件COMSOL建立了Cu@Sn@Ag焊片用于回流焊接SIC芯片与DBC板的三维有限元模型,针对瞬态液相扩散焊,结合弹塑性变形等相关理论,系统研究了瞬态液相扩散焊的焊接工艺温度、焊接时间及焊接保压压力对Cu@Sn@Ag焊层应力分布及大小的影响。研究结果表明:焊接温度在240~260℃时,随着焊接温度的升高,焊后焊层峰值应力逐渐减小;当焊接温度处于260~280℃时,又略有升高,在260℃时应力最小;焊接保温时间在30~90 min时,随着焊接保温时间的延长,焊层的应力保持不变,90 min以上时焊层处的应力开始升高;当焊接保压压力为1~5 MPa时,随着保压压力的增大,焊层处的应力也初步增大。综合考虑器件服役性能的需求,Cu@Sn@Ag焊片用于回流焊接SiC芯片和DBC板,焊接温度以260℃为宜,焊接保温时间以30 min为宜,焊接保压压力以1 MPa为宜。

双孔焊片多道拉深工艺及模具设计

通过对零件结构工艺性分析,制定了连续拉深的工艺方案。对毛坯尺寸、修边余量、拉深系数、各次拉深直径及拉深高度进行了设计,对工序排样进行了计算,并制定出工序排样方案,设计出拉深冲裁级进模的模具结构图。

基于Pro/E—PDX的焊片连续模设计

介绍了基于Pro/E软件的"连续模设计系统Progressive Die Extension (PDX)"的应用。并结合实例说明了利用PDX设计冲压连续模的过程及方法。

双孔焊片多工位级进模设计

分析了双孔焊片的结构工艺,给出了排样设计及模具结构。采用了自动送料机构、弹压卸料、浮顶等装置,叙述了模具的工作过程。该模具结构合理、工作可靠,对同类零件的模具设计具有一定的参考价值。

焊片零件多工位级进模设计

介绍了焊片零件拉伸、冲裁多工位级进模 ,分析了零件的冲压工艺性 ,并对模具结构进行了合理的设计。

焊片少废料级进模设计与制造的研究

通过对电器元件中的冲压模具的设计与制造的研究,从工艺性分析、零件排样设计,级进模结构、模具制造等多方面对级进模进行了研究。给出了相应的设计步骤和改进措施,以期对加快我国级进模设计与制造技术的发展起到促进作用。

高功率芯片钎焊预成形焊片的空洞控制

本研究以高功率芯片钎焊预成形焊片时的空洞缺陷为切入点,通过对钎料合金类型、钎剂的用量、铜片的氧化程度及回流焊接温度等4个条件的试验,得出不同钎料合金之间的空洞率差异主要是由于浸润性不同所造成的、空洞率会随着铜片氧化程度的增加而增加等结论,以期提升高功率芯片上钎焊预成形焊片的质量。

基于Ag-Sn焊片共晶键合的MEMS气密性封装

研究了在MEMS气密性封装中基于Ag-Sn焊片的共晶键合技术。设计了共晶键合多层材料的结构和密封环图形,在221℃实现了良好的键合效果,充N2保护的键合环境下,平均剪切强度达到9.4 MPa.三个月前后气密性对比实验表明氦泄漏不超过5×10-4Pa.cm3/s,满足GJB548B—2005标准规定,验证了Ag-Sn共晶键合技术在MEMS气密封装中应用的可行性。

铝硅焊片对异种铝合金电子束焊接焊缝组织性能的影响

采用电子束焊接技术,研究厚度为20 mm的AlCu0.5,AlSiCu,AlSi1三种高纯铝合金分别与6061铝合金的焊接效果。通过添加铝硅焊片来改善异种铝合金焊接的组织性能。对焊缝区域组织的分析表明,不同焊片添加量改变铝合金焊缝中的Si含量,从而对焊接的裂纹敏感性有显著的影响。当焊缝中Si含量在1%左右时容易产生裂纹缺陷,随着焊缝中Si含量的增高,焊缝中的裂纹逐渐减小,直至没有裂纹缺陷的产生。焊缝的硬度也随焊缝中Si含量的增高而变大。针对不同的高纯铝合金与6061的焊接,通过添加合适的铝硅焊片,能获取组织性能优异的焊缝。

铆接焊片级进模设计

分析了拉伸件的成形工艺,介绍了带料连续拉伸的工艺计算、排样设计及级进模的结构设计。

焊片成型工艺分析与模具设计

焊片是现代工业中使用较为广泛的冲压产品,其主要特点是尺寸小、形状复杂、厚度薄、精度高等。现通过对焊片冲压成型工艺过程及成型难点的分析,确定了成型工艺方案,优化了模具结构设计。结果表明,该模具结构合理,提高了材料利用率,保证了产品质量的稳定性。

插座连接焊片级进模设计

通过对插座连接焊片结构特点的分析,确定该冲压件的排样方案,设计了一副级进模。介绍了主要工作零件及模具总装结构设计。

预成型焊片润湿性动态测试方法

预成型焊片的润湿性直接关系到光电子封装的可靠性。常用的焊料润湿性评价方法对于评价预成型焊片润湿性具有很大局限性。提出了一种动态测试焊料润湿性的方法,并设计了一套测试系统。通过铺展面积与时间的关系曲线得出最大铺展面积、润湿时间、平均润湿速度和瞬时润湿速度等特征参数,对预成型焊片的润湿性进行评价。实验表明,该润湿性动态测试系统能够方便地获得铺展面积与时间的关系曲线,从中可得出不同预成型焊片在特定环境下润湿性的变化规律,也说明了该动态测试方法的可行性。

新型预涂覆焊片封装工艺的研究

微电子封装技术为电子产品的各类模块提供着电气连接、机械支持、环境保护等重要功能,已经逐步成为实现高密度、多样化电子设备的关键核心技术之一。然而,随着3D、SiP、SoC等高密度封装技术的兴起,微电子封装密度呈几何级增加,缺乏高效率的微电子封装方式已经成为了制约因素。因此,针对传统手工涂覆助焊剂效率低下的问题进行了研究,在行业内首次提出了新型的低残留、高钎透率预涂覆焊片,并设计了相关的封装工艺,将组件配装效率提高了3倍以上。最后,依据预涂覆焊片研发了一种高度契合智能制造的自动化封装解决方案,为钎焊封装效率带来了革命性的改进,且已在多型产品上广泛应用。本研究对于电子产品组件"智能化"制造的需求提供了实践和理论上的借鉴意义。

焊片级进模具设计与制造

分析了焊片的工艺特点和采用级进模生产的可行性并介绍了该零件级进模具的结构设计过程中的注意事项及模具制造要点。

预成型焊片——QFIN元件空洞解决方案

随着电子行业小型化多功能化发展的趋势，越来越多的多功能，体积小的元件应用于在各种产品上，例如QFN，LGA类元件。QFN是四侧无引脚偏平封装，呈正方形或矩形，电极焊盘布置在封装底面的四侧，实现电气连接，在封装底部中央有一个大面积裸露焊盘用来导热。这种封装具有良好的电气性能和散热性能，

焊片精确定位工艺及应用研究

本文通过储能点焊定位工艺试验,能实现真空铝钎焊箔状焊料与焊件基体贴合和精确可靠定位,从而解决真空铝钎焊箔状焊料的装夹预置和精确定位的技术难题。

450V大容量焊片式铝电解电容器的开发及电性能改进研究

通过对电容器的开发过程进行研究,研制了450 V、2 500μF高压大容量焊片式铝电解电容器。从设计方面针对产品要求大纹波、低等效串联内阻(ESR)的特点选取了不同的设计方案。并对各种设计方案制作出的电容器进行耐久性试验,试验结果通过了95℃、3 000 h的直流寿命要求,以及85℃、3 000 h的纹波寿命要求。另外,对产品的所有电性能,诸如不同温度、频率下的ESR、阻抗变化、浪涌变化、振动测试的影响也进行了评估。

如何延长焊片(针)型铝电解电容器的寿命

针对焊片(针)型铝电解电容器,特别是中高压产品,在耐久性试验过程中,所产生的失效现象及其机理,作了较为详细的分析,并提出了相应的对策。合理选择该结构的铝电解电容器的胶盖用料并采用全密封基板的结构方式,可以有效地阻止氯离子的游离,从而提高产品的使用寿命。