基于改进LSD的HTCC板错位检测算法研究及应用

为解决摄像头模组所用HTCC板脱离固定槽位所导致的HTCC板破裂以及后续零件安装不良等问题,提出一种基于改进LSD的HTCC板错位检测算法。首先应用伽马变换消除产品图像上的阴影;然后对图像进行双边滤波,与原始LSD算法的滤波相比,双边滤波可以保留更完整的边缘信息;提出改进映射关系且应用双线性插值的尺度缩放算法,消除图像的量化伪影,减少图像的失真;提出断线再连接算法,解决原始LSD算法存在的线段过分割问题;最后基于改进的LSD算法设计HTCC板错位检测算法,求得产品中错位的HTCC板的数量和位置。在工厂现场验证得出该方法的检测平均耗时在800 ms以内,检测准确率在97%以上,与原始LSD算法相比,检测耗时至少减少了38%,准确率至少提高了21%,该方法可以满足生产的实时性和准确性要求。

CAES储气库衬砌用HTCC力学性能及增韧机理研究

为研制满足CAES地下储气库衬砌性能要求的水泥基复合材料,减少高压气体泄漏。采用石英砂、PVA纤维制备高韧性水泥基复合材料(HTCC),开展力学性能试验及微结构试验,探讨PVA纤维的增韧机理及裂缝控制能力。结果表明:Ⅰ级粉煤灰、石英砂及PVA纤维制备的HTCC的极限抗拉强度可以达到5.44 MPa,极限拉应变达到2.13%;HTCC弹性模量低,适应变形能力强,受压破坏时具有明显的延性破坏特征;HTCC极限拉伸强度与初裂强度比值在1.05~1.46,平均裂缝宽度在60μm以下,具有优异的裂缝控制能力;PVA纤维与基体界面的黏结力及基体中纤维的桥接作用是HTCC增韧阻裂的主要原因。HTCC的高韧性及裂缝控制能力可以满足CAES地下储气库衬砌结构的性能要求。

双面腔体结构的HTCC层压模具设计实现

高温共烧陶瓷(HTCC)双面腔体在加工时极易发生变形,严重时可导致产品无法正常加工。在HTCC制备过程中,层压工艺是影响HTCC双面腔体形变的最重要的工艺。针对HTCC双面腔体加工时发生的形变问题,设计了一种全新的层压模具,并对其销钉结构进行优化。与传统的层压模具相比,新的层压模具具有双面腔体配合带底座销钉的特点,其能够大幅提高双面腔体结构HTCC层压一致性,解决传统层压模具存在的腔体变形问题。同时,通过调节销钉底座尺寸,改善了双面腔体结构HTCC的层压压痕问题。当底座直径为9~12mm时,可有效保证双面腔体的层压效果。上述结果为后续双面腔体结构HTCC加工提供了参考。

基于氮化铝HTCC的表面Cu互连制备技术

针对高集成密度、高散热封装外壳发展需求,基于氮化铝(AlN)高温共烧陶瓷(HTCC)多层基板,结合直接镀铜(DPC)工艺,提出了一种薄厚膜相结合的高散热封装基板及其制备方法。重点对氮化铝HTCC与表面铜(Cu)层间的结合力进行研究和优化,通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和剥离强度测试仪分析和研究了界面的微观结构和力学性能。研究结果表明:与氮化铝/钛钨(TiW)/Cu相比,氮化铝/钛(Ti)/Cu界面的缺陷更少,金属Ti的黏附性能更优,拉脱断裂面在陶瓷基板上。当采用厚度为400 nm的Ti作为黏附层时,表面金属化剥离强度高达592 MPa,实现了高界面结合力,保证了产品封装性能的稳定性。

HTCC大压力填孔工艺

详细介绍了HTCC工艺流程以及填孔工艺在HTCC工艺中的关键作用。通过对高黏度浆料下填孔缺陷的分析,基于常规的填孔机构设计出了一种大压力填孔机构。最后通过试验验证了大压力填孔机构的工艺可行性。

基于HTCC的200 Gbit/s光调制器外壳的研制

研制了一款基于高温共烧陶瓷(HTCC)工艺的光调制器外壳,通过高速端口实现信号的传输。端口的设计采用共面波导结构的水平传输和类同轴结构的垂直传输,通过分析高速信号传输通道的等效电路和在频域上的仿真,实现端口的阻抗匹配,在保证信号完整性的前提下端口可以实现单通道28 Gbit/s的高速信号传输。将相同条件下的差分过孔结构与类同轴结构在频域和时域下展开分析,验证了类同轴结构可以更有效地保证信号完整性。利用探针测试与背靠背结构相结合的方式对样品进行测试,验证了高速端口可以在保证信号完整性的前提下实现单通道28 Gbit/s的高速信号传输速率。将该结构应用在8通道的光调制器外壳上,可以支持200 Gbit/s以上的高速信号传输。

一种基于AlN多层HTCC基板的SiP模块封装设计

为了满足工作频带宽、传输速率高、功耗大、集成度高的要求,开展一种基于AlN多层高温共烧陶瓷(High Temperature Co-fired Ceramic,HTCC)基板的系统级封装(System in Package,SiP)模块封装设计研究。通过设计制作AlN多层HTCC基板、SiP模块封装结构电性能仿真、模块安装结构热力学仿真设计、组装工艺优化等系列研究工作研制出了小型化、轻量化、高集成的SiP模块。环境试验结果表明该模块具有良好的可靠性。该研究结果可为小型化、轻量化、高集成的SiP模块设计研发提供借鉴。

基于HTCC的LVDT位移传感器敏感芯体设计

针对传统漆包线工艺制备的线性可变差动变压器(LVDT)位移传感器无法在高温环境下工作的问题,提出一种基于高温共烧陶瓷(HTCC)技术制备耐高温LVDT位移传感器敏感芯体的方法。按0~20 mm的量程范围要求,对敏感芯体进行合理优化后,所制备的敏感芯体测量精度可在±1%FS之内与仿真结果相符合。该制备方法在提升耐高温性能的同时可保证测量精度,具有一定的实际应用前景。

孔金属化设计对高温共烧陶瓷基板热阻的影响

高温共烧陶瓷(HTCC)基板广泛应用于电子封装领域,其热阻是一个重要指标。围绕Al_(2)O_(3)和AlN陶瓷基板,探究在不同金属化孔间距和布局下的热阻规律。建立了陶瓷基板热传递有限元模型,并对其热阻进行仿真。制备了两种陶瓷基板,测试了其在不同功率负载下的热阻。测试结果表明,相同规格的AlN陶瓷基板的热阻约为Al_(2)O_(3)的25%;Mo孔金属化对Al_(2)O_(3)陶瓷基板的散热能力有明显提升作用,孔密度越大,基板热阻越低;而不同W金属化孔密度下的AlN基板热阻没有显著差异。仿真结果与实测结果基本吻合,为陶瓷基板的热设计提供了参考。

高温共烧陶瓷封装外壳生瓷加工精度的控制

高温共烧陶瓷(HTCC)封装外壳内部布线的位置精度直接影响着内部线路的稳定性。简述了陶瓷封装外壳加工工艺流程和在生瓷加工阶段影响位置精度的主要因素,包括生瓷料片加工形变特性及冲孔工艺、印刷工艺及叠片工艺的加工精度等。重点分析了生瓷片预处理、冲孔设备选择及工作台移动参数、印刷高度及叠片工艺对陶瓷封装外壳内部布线位置精度的影响。通过实验研究得到改善陶瓷封装外壳内部布线位置精度的关键数据。生瓷带料预处理工艺采用等静压机预压方式,以100psi(1psi≈6895Pa)的压力对生瓷料片进行2~3min预压,提高带料密度,减小生瓷加工过程中的变形;冲孔工艺选用激光冲孔方式,通过调整激光冲孔设备加工参数(工作台移动速度200mm/s),提高冲孔设备工作台移动位置精度,进而提升冲孔位置精度;印刷工艺采用丝网印刷方式和电荷耦合器件(CCD)自动对位方式,并通过规范印刷高度(2mm左右),提升印刷位置精度;叠片工艺中通过先叠片再去膜的方式提升叠片精度。最终实现层间布线位置精度≤20μm的陶瓷封装外壳的生产。

HTCC对真丝织物抗菌、抗皱和染色性能的影响

采用HTCC(壳聚糖季铵盐)溶液对桑蚕丝织物进行处理,并对处理前后桑蚕丝织物的抗菌、抗皱和染色性能进行探讨。结果表明,壳聚糖合成HTCC后水溶性提高,结晶度和热稳定性下降;经HTCC溶液处理后,真丝织物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率提高,抗皱和染色性能得到改善,而对白度影响不大。

基于AlN HTCC基板的宽带T/R组件设计

介绍了一种基于AlN HTCC基板MCM工艺的宽带(2~12 GHz)T/R组件的原理及设计方法,该T/R组件在一块AlN HTCC微波多层基板上通过焊接、胶接等工艺安装了电阻、电容、ASIC、MMIC等器件,通过对电路布局设计、HTCC性能分析、关键互联电路仿真,得到的T/R组件的主要性能为:在10 GHz工作带宽内发射功率大于8 W,接收增益大于25 dB,噪声系数小于4 dB,重量小于40 g。

基于HTCC的小型化下变频电路设计

下变频是超外差式接收机的核心电路之一。采用基于高温共烧陶瓷(HTCC)的微波多芯片模块(MMCM)的方式来设计下变频电路,可以实现电路的高度集成化和小型化。该电路在优化变频方案的前提下,内部布局合理,并且通过HFSS和ANSYS等多种仿真软件对电路的垂直转换进行优化,对二级安装后的热应力进行仿真,使各项指标均满足系统要求,并且使电路的可靠性和可制造性得到大幅度提高,可以满足在日渐有限的载荷、空间、功耗条件下实现高集成、小型化、低功耗多通道下变频电路的设计要求。

高温共烧陶瓷大深径比通孔填充工艺改良

通孔填充是高温共烧陶瓷(HTCC)制作流程中的关键工艺之一,直接影响着元件内部不同层之间电气连接的可靠性。此工艺主要是对冲孔后的陶瓷片进行通孔金属化,即将具有导通作用的金属浆料填充进通孔内。随着通孔深径比增大,常规通孔填充技术无法保证通孔填充质量,通孔填充工艺急需改良。影响通孔填充质量的因素较多,分析了浆料黏度、填孔压力、刮刀速度、刮刀硬度对大深径比通孔填充质量的影响。研究结果表明调整填孔压力、调整浆料黏度及降低刮刀速度均能改善通孔填充效果;刮刀硬度对填孔效果影响较大,当刮刀硬度降低至邵氏A60°~A70°时可保证大深径比通孔填充质量。这一研究结果可为高温共烧陶瓷填孔工艺中通孔填充质量的改善提供参考。

高温共烧陶瓷精细线条批量印刷工艺

当前,丝网印刷厚膜工艺已成为高温共烧陶瓷(HTCC)生瓷生产中的关键工艺,高密度陶瓷封装外壳的典型埋层布线线宽/线间距要求已达到45μm/45μm,为满足精细线条批量印刷要求,主要从原材料、网版和印刷工艺参数等方面分析了影响精细丝网印刷质量的因素。通过选用窄线径丝网规范(<15μm)的精密印刷网版,并调节浆料黏度至合适范围,同时优化印刷工艺参数,将印刷速度调整到250~300mm/s,减少了孔隙、断路、扩散等线条缺陷,印刷出状态优异的45μm线宽精细线条,从而实现45μm/45μm线宽/线间距的批量印刷,满足了高密度陶瓷封装外壳工艺要求。

壳聚糖季铵盐(HTCC)改性桑蚕丝织物的活性染料无盐染色

壳聚糖季铵盐(HTCC)是一种具有强阳离子性的水溶性聚合物,采用HTCC对桑蚕丝织物进行改性处理,研究改性后丝织物对活性染料的无盐染色工艺及性能.结果表明,经HTCC溶液改性后,桑蚕丝织物对活性染料的无盐染色较佳工艺为:染液pH为8.0,染色温度为90℃,染色时间为70 min.改性后的丝织物经无盐染色后,上染率、固色率及色深明显提高,水洗色牢度和摩擦色牢度也略有改善.

HTCC一体化管壳失效问题分析

针对HTCC一体化管壳在后道封装中出现的瓷体裂纹、渗胶变色、多余物等失效问题,通过过程应力仿真、材料物理性能测试、失效点检测、工艺对比实验等方法分析原因。并进一步开展了改进验证。对HTCC一体化管壳工程化应用具有借鉴意义。

HTCC处理对盐缩丝纤维结构与性能的影响

采用壳聚糖季铵盐(HTCC)溶液对盐缩丝纤维进行处理,对比和分析了普通桑蚕丝纤维及经HTCC溶液处理前后盐缩丝的表面微观形态、聚集态结构及力学性能的变化情况。结果表明,经HTCC溶液处理后,盐缩丝纤维表面有明显的纵向刻痕,内部结构变得紧密,结晶度提高,热稳定性增强,力学性能得到一定程度的改善。

基于SiP技术的宽带小型化锁相源设计

针对射频微波电路中频率源宽带、小型化、通用化的应用需求,采用基于高温共烧陶瓷(HTCC)的系统级封装(SiP)技术实现宽带锁相源的小型化,并搭配多功能电路单元实现放大、分频、倍频等电路功能。设计的锁相源尺寸仅15 mm×12 mm×3 mm,搭配不同的内部功能电路,其输出信号频率为0.1~40 GHz。测试结果表明其性能指标满足工程应用需求,对促进宽带锁相源的工程化应用具有重要作用。

无线无源多栅格结构式温压传感器设计与制备

针对高温、高压等恶劣环境下的温度和压力参数测量,基于微波散射原理和高温共烧陶瓷(HTCC)技术设计了一种无线无源多栅格结构式温压传感器,能够实现25~800℃内温度的测量和0~300 kPa内压力的测量。使用高频电磁仿真软件对传感器进行结构设计,使所测参数与传感器回波损耗(S11)具有线性关系,然后通过传感器制备与实验对传感器性能开展验证。测试结果表明,在测量范围内,无线无源多栅格结构式温压传感器具有良好的可靠性和线性度,温度平均灵敏度为423 kHz/℃,压力灵敏度为209 kHz/kPa,温度和压力的最大相对测量误差分别为3.1%和1.13%。