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。

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。

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。

一种用于HTCC封装的DC~20GHz频段垂直互联结构设计

在微波器件封装中HTCC封装多层布线结构具有加工精度高、可靠性高等特点,基于HTCC工艺的封装产品在电子设备上广泛应用。本文设计完成了微带到带状线的垂直传输互联结构,并将该结构应用在HTCC管壳封装中,通过和PCB的联合仿真,该结构在DC~20GHz频段内插入损耗小于0.5dB,回波损耗大于15dB。

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。

基于HTCC工艺的瓦斯传感器设计与制备

本文针对传统丸珠状瓦斯传感器一致性差、成品率低以及MEMS瓦斯传感器催化剂负载率低等问题,基于HTCC工艺制备了一种平板式瓦斯传感器,提高了催化剂的负载率以及解决了传感器批量化制备及成品率低的问题。并通过在颗粒氧化铝载体中掺杂碳纳米管,提高了载体的催化剂负载率和热导率,使传感器获得更高的灵敏度和响应速度。为高灵敏度瓦斯传感器批量化制备提供了一种参考,具有较好的应用前景。

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。

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。

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HTCC的新型薄膜高温压力传感器

无源压力传感器在一些极端环境下有着广阔的应用前景。提出了一种新型无源LC薄膜高温压力传感器,在传统的平面螺旋电感基础上加入了多组叉指电容。传感器的基底材料采用的是高温共烧陶瓷（HTCC）,通过厚膜后烧工艺将平面螺旋电感和叉指电容集成在HTCC基板上完成传感器的制备。本传感器较传统的LC传感器实现了单层布线,制作工艺简单,节约了制作成本。在实验室的条件下,完成了高温压力复合测试平台的搭建,在高温环境下,测试了传感器的压力性能。测试结果表明,该传感器能够在800℃环境中稳定工作,并且完成了1-4 bar（1 bar=10-5 Pa）内压力的原位测试,传感器的谐振频率随外界压力的增大而减小,在相同环境温度条件下谐振频率随压力的变化近似于线性变化。

耐高温HTCC无源振动传感器设计与仿真研究

提出了一种高温共烧陶瓷(HTCC)无源振动传感器,传感器可在超高温环境下工作,通过无线非接触测量原理实现振动参数的在线测量。通过MATLAB软件对振动传感器的结构参数进行仿真,利用ANSYS Workbench仿真软件对敏感结构进行建模、静态分析、模态分析和热力学性能分析。结果表明:传感器敏感结构在0~30 g n内能够正常工作;模态仿真一阶频率为1991.4 Hz,与谐响应仿真基本一致;在25~1000℃内,传感器灵敏度随温度升高而增大,1000℃时的灵敏度为0.114 kHz/g n,传感器为超高温环境下振动参数的稳定测量提供了新思路。

基于HTCC敏感芯体SnO_(2)薄膜NO_(2)传感器

采用高温共烧陶瓷(HTCC)技术设计制备半导体气体传感器敏感芯体。敏感芯体分为两层结构:加热层和叉指电极层。运用磁控溅射技术在叉指电极层制备SnO_(2)薄膜敏感层,制成气体传感器。对气体传感器进行测试,结果表明:传感器在300℃工作温度下对NO_(2)表现出优异的气敏性能,可实现(10~200)×10-6范围内NO_(2)快速响应,100×10-6 NO_(2)灵敏度高达32.3,响应/恢复时间为2.2/2.6 s,且传感器一致性较佳。

一种基于HTCC技术的收发组件一体化外壳

设计了一款基于HTCC技术的双通道收发组件一体化外壳。在传输微波信号方面,利用HFSS软件设计射频传输通道,采用地孔优化设计和阻抗匹配的方法优化传输端口和基板内部传输线,改善外壳微波特性。测试结果显示,在10 MHz~8 GHz的范围内,射频端口和异面传输线插入损耗小于0.30 dB。在外壳结构设计方面,利用Abaqus软件优化了焊接接头,测试结果表明,外壳经过高温钎焊后的平面度不大于1.8μm/mm。

基于HTCC工艺的电化学NO2气体传感器设计与测试

采用高温共烧陶瓷(HTCC)工艺,以氧化锆陶瓷、导电金属浆料、室温离子液体为主要原料,制作了一种电化学NO 2气体传感器,并对该传感器电极的电化学性能、传感器的输出和响应特性等进行了研究.结果表明:实验所用室温离子液体1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐适合作为该电化学NO 2传感器的电解液,适宜的工作电压为1.2 V;该传感器的检测范围为0~0.010%(体积分数)时,精度为1.5%FS;该传感器的响应时间(τ90)为25 s,优于传统腔室类电化学气体传感器.

微孔填充工艺在HTCC金属化方面的研究

介绍了基于印刷方式下的微孔填充工艺的HTCC金属化技术,详细介绍了印刷填孔工艺在HTCC金属化的应用及国内印刷填孔设备。并将此印刷填孔工艺广泛应用于HTCC行业的陶瓷金属化,取得了很好的实际应用效果。

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。