圆片级封装中的二次硅-玻璃键合工艺研究

针对MEMS谐振器真空封装更高的要求,将盖帽硅片、器件硅片(Si)和玻璃衬底通过二次Si—玻璃(D-SOG)阳极键合工艺,实现了MEMS谐振器加工的同时,完成MEMS谐振器的6in圆片级高真空度封装。通过优化两次键合工艺参数,第二次键合温度由第一次键合温度350℃调整到380℃,键合压力分别为800N(第二次键合)和600N(第一次键合);优化第二次键合封装密封环的键合面积宽度为700μm;达到良好的MEMS谐振器封装效果,器件的泄漏速率为3.85×10^(-9) Pa·m^(3)/s。该研究可以有效降低加工成本和工艺难度、提高器件可靠性,满足了MEMS器件对封装密封性的要求,后续可广泛应用到基于D-SOG的MEMS谐振器封装工艺中,具有良好的应用前景。

STRUCTURE MODEL OF GLASSES FOR PbO-Bi2O3-B2O3 SYSTEM CONTAINING HIGHER B2O3

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高纯度石英玻璃40~110 GHz频段电参数的表征

基于127μm的高纯度石英(99.9997%)基底设计了共面波导(CPW)、微带环形谐振器(MRR)结构,通过测试得到在40~110 GHz的频率范围内,CPW线的平均插入损耗在0.096~0.176 dB/mm之间。此外,采用MRR方法提取了石英的相对介电常数和损耗角正切值,该石英基底在V波段和W波段的相对介电常数分别介于3.7~3.85和3.85~4之间,损耗角正切值在V波段约为0.004,在W波段介于0.004~0.006之间。通过与其他基底性能对比表明,该高纯度石英具有良好稳定的电性能,其在设计高性能无源和封装结构方面具有一定的潜力。

基于干涉图样分析牛顿环表面的缺陷

针对牛顿环平板玻璃或平凸透镜会出现的多种质量及缺陷问题,根据不同的情况进行分析研究,模拟得出相应的干涉图样并分析质量问题和干涉图样变化的一致性。结果表明干涉图样的变化与器件所存在的质量问题相吻合,通过分析牛顿环干涉图样能够判断牛顿环的质量和缺陷问题,该研究结果对实际生产实践中如何针对质量和缺陷问题进行表面处理具有一定的指导意义。

玻璃珠折射率的批量检测

面向交通安全设施所用玻璃珠折射率的安全、批量、无损检测需要,通过融合一次彩虹法和二次彩虹法,提出了基于低阶彩虹环的快速检测方法,以实现高折射率和低折射率玻璃珠的自识别自测量。结合阿基米德螺线,提出了光学扫描方案,以实现在载玻片上随机分布玻璃珠的折射率批量检测。在此基础上,搭建了玻璃珠折射率批量测试系统。提出了基于标准溶液的校准方案,对测试系统进行了校准。分别采用低折射率和高折射率玻璃珠进行批量试验,验证了方法和系统的有效性。结果表明:研究提出的批量检测方法,对未紧邻叠加分布玻璃珠的批量检出率为100%,测量示值误差绝对值不超过0.02,测量重复性不超过0.065,能够满足一般检测的需要;测量100颗玻璃珠的时间开销相较传统浸液法减少了90%。

耐高温硅隔离压阻力敏芯片的研究

采用微型机械电子系统技术制作出了具有高精度、高频响特点的耐高温硅隔离压阻力敏芯片.根据压阻力敏芯片的版图设计结构,基于弹性薄板小扰度弯曲理论计算分析了压阻力敏芯片的结构尺寸和固有频率.采用静电键合工艺将压阻力敏芯片封装在硼硅玻璃环上,形成倒杯式弹性敏感单元,通过有限元仿真分析了玻璃环对压阻力敏芯片性能的影响.根据温度实验数据及计算结果,得到压阻力敏芯片各温度点的热零点漂移的绝对值均小于0.02%FS·℃-1,说明该压阻力敏芯片的准确度等级优于0.1%FS·℃-1,且零点稳定性好.

开环聚合酚醛树脂基复合材料的研究——ALPF/GF层压板的研制

合成了含有环状结构的苯并恶嗪中间休,加入适量催化剂,通过开环聚合制得一种新型酚醛树脂基玻璃有层压板。采用凝胶化时间测定、差热分析、热重分析等方法研究了树脂的固化行为和热稳定性,确定了较为合理的玻璃布浸胶、烘焙和压制条件。性能测试表明,玻璃布层压板的耐电弧性达183s,氧指数为52,在155℃的弯曲强度为350MPa,其弯曲强度保持率达59％,而电性能在155℃保持良好,适于用作155℃使用的耐高温结构材料和电绝缘材料。

开环聚合酚醛树脂基玻璃布层压板耐化学腐蚀性能的研究

采用苯并恶嗪中间体与环氧树脂为主要原料合成粘接剂，经ＫＨ５６０处理的无碱玻璃布制成了高性能的玻璃布层压板。采用常规手段和ＩＲ、光学显微照相等方法，研究了玻璃布层压板在各种化学介质、不同温度下的耐化学腐蚀性能及化学腐蚀形貌。结果表明，玻璃布层压板在真空泵油、浓氨水和浓磷酸、饱和食盐水中均显示出良好的耐腐蚀性，可望作为耐化学腐蚀的结构材料。

基于静力称重法的玻璃浮计校准方法研究

采用单晶硅环作为参考标准固体密度,以密度稳定、表面张力低的正十三烷为标准工作液体,选用CCD图像测量系统进行玻璃浮计刻度和液面位置的对准,设计了玻璃浮计校准系统。根据空气中和液体中两次玻璃浮计称重测量值可以计算出当前刻度对应的修正值。对密度测量范围为770~790 kg/m^3,最小分度为0.2 kg/m^3的玻璃浮计进行了测量,并与德国国家物理技术研究院进行了双边比对,验证了玻璃浮计校准系统的有效性。

开环聚合酚醛树脂复合材料的研究──ALPF3-EGF层压板的研制

采用低分子量可溶性酚醛树脂合成了一种新型的苯并噁嗪中间体（ＡＬＰＦ３）树脂溶液，制备了高性能的玻璃布层压板。采用凝胶时间测定、差热分析和热重分析等方法研究了树脂的固化行为和热稳定性，确定了较为合理的玻璃布浸胶、烘焙和压制工艺，测试了玻璃布层压板的一般性能。结果表明，ＡＬＰＦ３树脂溶液及浸胶玻璃布贮存期长、工艺性好；玻璃布层压板性能优良，玻璃化转变温度达２８０℃，常态和１８０℃的弯曲强度为４６３ＭＰａ和３８０ＭＰａ，保留率达８２％。适用于１５５～１８０℃用的耐高温结构材料和电绝缘材料。

环切检测技术在瓶罐玻璃质量控制方面的应用

依据玻璃均匀性与力学性能之间的关系,针对在瓶罐玻璃生产过程中经常出现力学性能变差的情况,通过对环切检测技术的工作原理、测试装置、测试步骤和使用技巧的论述,并结合生产实践,阐述了玻璃条纹产生的基本原因,得出了玻璃条纹是玻璃均匀性的重要影响因素。根据瓶罐玻璃破损情况与玻璃条纹和应力之间的关系,证明了环切检测技术是玻璃内在质量控制的重要手段。

光学玻璃挠曲刚度的光学测量方法研究

提出了一种基于光干涉法测量小样品光学平板玻璃挠曲刚度的方法。应用平板理论及牛顿环原理推导了光学平板玻璃挠曲刚度与牛顿环干涉图像之间的解析公式,通过自行设计的牛顿环应力测量装置测量了光学平板玻璃的应力及对应的牛顿环干涉图像,得到了光学平板玻璃的挠曲刚度。实验结果显示：测得的挠曲刚度数据与厂家标称值相比,在应力29.02~38.66N范围内,测量相对误差不超过±6.9%;在应力16.07-29.02N范围内,测量相对误差不超过±11%。

应用FEM与圆环镦粗实验测定TC4钛合金高温变形时的摩擦因数

采用圆环镦粗与有限元模拟相结合的方法测定了TC4钛合金高温变形时摩擦因数。利用有限元模拟确定了摩擦因数的理论标定曲线,采用圆环镦粗实验确定圆环内径变化百分比与圆环高度压缩百分比的关系曲线,将圆环镦粗后的内径减小百分比与模拟得到的摩擦因数理论标定曲线进行对比,发现TC4钛合金在干摩擦和玻璃润滑剂的条件下摩擦因数分别为0.58和0.32,与国内外的研究结果吻合。采用有限元模拟确定摩擦因数理论标定曲线的方法,可以克服传统理论解析方法无法考虑的材料特性、温度和应变速率变化的影响的缺点,是测定高温变形过程中工件与模具间摩擦因数的一种非常有效的方法。

湿法缠绕成型玻璃钢锚环的研发与试验

设计了一种玻璃钢材料锚环的矿用锚索支护结构并设计了玻璃钢锚环的制作流程,应用湿法缠绕成型工艺进行了锚环的制作。对所制锚环进行了压载试验和张拉试验。研究表明无碱玻璃纤维缠绕成型的196#不饱和聚酯树脂基玻璃钢锚环具有质量轻、易成型、耐酸碱腐蚀性能好等优点。玻璃钢锚环的承压性能在500k N以上,张拉强度极限为464k N。

300kV加速管研制及应用

300 kV加速管是专为HI-13串列加速器升级工程注入器改造研制的,将原有150 kV注入器台架升级到300 kV电位,为将来串列升级工程中的放射性核束及AMS超灵敏质谱分析提供更高的注入能量。该加速管总长1.256 m(绝缘长1.200 m),采用玻璃环和不锈钢电极片胶粘而成,耐压300 kV。

校正缺口环法评价石英玻璃管的高温弹性模量

石英玻璃管大量应用于化工、机械和光学等领域,但由于缺少精准有效的高温弹性模量评价手段,限制了其高温热应力分析和结构设计。最近发展起来的缺口环方法可测试玻璃管材的室温弹性模量,但其在高温下的应用因变形测量困难而鲜有报道。本研究利用相对法解决高温缺口环变形测量的难题,从而可以方便准确地计算出高温弹性模量。采用本方法测试石英玻璃管的弹性模量并探索其在室温至1200℃间的变化规律,发现在800℃时达到最大值87.20 GPa,而后缓慢下降,1100℃以后开始急剧下降。本研究显示用校正后的缺口环法测试石英玻璃管的高温弹性模量值准确、可靠,有望推广应用于评价其他脆性圆管材料的高温弹性模量。

改性聚四氟乙烯活塞环专用料研制

研究了青铜粉、玻璃纤维、二硫化钼复合填充改性聚四氟乙烯(PTFE)的力学性能和耐磨性能,结果表明,偶联剂表面处理的方式有效改善了青铜粉与PTFE的相容性;青铜粉、玻璃纤维和二硫化钼的三元协同改性提高了PTFE的耐磨性和硬度,稍微降低了其拉伸强度和断裂伸长率。最终得到了适用于制作中低压压缩机活塞环的改性PTFE的配方(质量含量,下同):青铜粉18%-20%、玻璃纤维10%-12%、二硫化钼5%、PTFE63%-67%。

新型开环聚合酚醛树脂基玻璃布层压板的研制

以酚类化合物、甲醛和胺类化合物为原料合成含苯并恶嗪环结构的树脂溶液，用其浸渍玻璃布，在热压下苯并恶嗪发生开环聚合，从而制得一种新型开环聚合酚醛树脂基玻璃布层压板（ＭＤＡＰＦ-２-ＧＦ）。性能测试表明，这种层压板具有良好的力学性能、电性能和耐高温性能．可用作１８０℃下工作的结构材料及电绝缘材料。

泵浦功率对有源环形微腔滤波器特性的影响

研究泵浦功率对Er-Yb共掺磷酸盐玻璃有源环形腔滤波器滤波特性的影响。利用重叠积分方法求解Er-Yb共掺系统的速率方程与功率传输方程,讨论了泵浦功率对滤波器的传输特性、带宽和精细度的影响。数值计算结果表明:泵浦功率的改变不会改变环形腔滤波器的谐振特性,泵浦功率的提高对滤波器输出光谱特性具有重大的影响。一方面压缩了滤波器的带宽,另一方面又提高了滤波器的精细度。

超细玻璃微珠在HDPE双壁波纹管中的应用研究

对超细玻璃微珠进行有机化处理,再与高密度聚乙烯(HDPE)进行共混制得大口径双壁波纹管,并对其性能进行了测试分析。结果表明,以有机改性超细玻璃微珠为HDPE双壁波纹管的填充改性剂,能有效提高其落锤冲击强度和环刚度,且超细玻璃微珠粒径在3μm左右、用量约为20质量份时效果最佳;与普通轻质CaCO3填充制品相比,超细玻璃微珠填充HDPE双壁波纹管的蠕变率更低,"米重"更轻。