Microstructure and properties of SiC_p/Al electronic packaging shell produced by liquid-solid separation

The electronic packaging shell of high silicon carbide （54%SiC, volume fraction） aluminum-based composites was produced by liquid-solid separation technique. The characteristics of distribution and morphology of SiC as well as the shell’s fracture surface were examined by optical microscopy and scanning electron microscopy, and the thermo-physical and mechanical properties of the shell were also tested. The results show that Al matrix has a net-like structure while SiC is uniformly distributed in the Al matrix. The SiCp/Al composites have a low density of 2.93 g/cm^3, and its relative density is 98.7%. Thermal conductivity of the composites is 175 W/（·K）, coefficient of thermal expansion （CTE） is 10.3×10^-6 K-1 （25-400 ℃）, compressive strength is 496 MPa, bending strength is 404.5 MPa, and the main fracture mode is brittle fracture of SiC particles accompanied by ductile fracture of Al matrix.Its thermal conductivity is higher than that of Si/Al alloy, and its CTE matches with that of the chip material.

Semisolid forging electronic packaging shell with silicon carbon-reinforced copper composites

To fabricate electronic packaging shell of coppermatrix composite with characteristics of high ther mal conductivity and low thermal expansion coefficient, semisolid forming technology, and powder metallurgy was combined. Conventional mechanical mixing of Cu and SiC could have insufficient wettability, and a new method of semisolid processing was introduced for billets preparation. The SiC/Cu composites were first prepared by PM, and then, semisolid reheating was performed for the successive semisolid forging. Composite billets with SiC 35 % vol ume fraction were compacted and sintered pressurelessly, microstructure analysis showed that the composites pre pared by PM had high density, and the combination between SiC particles and Cualloy was good. Semisolid reheating was the crucial factor in determining the micro structure and thixotropic property of the billet. An opti mised reheating strategy was proposed： temperature 1,025 ℃and holding time 5 min.

Numerical simulation on thixoforging of electronic packaging shell with SiC_p/A356 composites

Based on the research of modem electronic packaging materials, thixo-forming technology was used to fabricate electronic packaging shell. The process of thixo-extrusion with SiCp/A356 composites was simulated by the finite element software DEFORM-3D, then the flow velocity field, equivalent strain field and temperature field were analyzed. The electronic packaging shell was manufactured by extrusion according to the results from numerical simulation. The results show that thixo-forming technology can be used in producing electronic package shell with SiCp/A356 composites, and high volume fraction of SiCp with homogeneous distribution can be achieved, being in agreement with the requirements of electronic packaging materials.

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。

应用于陶瓷封装外壳镍层表面的自动化金丝焊接方法

目前,陶瓷封装外壳电镀辅助线的金丝焊接工艺主要依靠人工进行,效率和成品率低、需要频繁返工,极大地影响了生产效率;且焊点强度和焊接位置没有统一的焊接工艺规范,焊点形貌状态各异,产品一致性低。通过超声波焊接、热压电阻焊、超声波热压焊的工艺实验,确定电阻焊可将金丝有效焊接到镍层表面,拉力、金丝弧度、焊点形貌均满足工艺要求。实验确定了金丝直径25μm、预热温度50~220℃、焊点温度500℃以上、电压1~5V以及放电时间10~30ms等参数,同时,将焊丝生产过程,包括上料、预热、定位、焊接、下料全部实现自动化,焊接速率可达到200根/min,是人工生产的10倍以上。

垂直电镀挂具对TO封装陶瓷外壳表面镀镍层厚度均匀性的影响

针对封装陶瓷外壳表面镀层厚度均匀性方面的重要性,利用定制的TO封装陶瓷外壳垂直电镀专用挂具,通过电沉积的方式在TO封装陶瓷外壳的表面电镀镍层。利用X射线荧光(XRF)光谱仪测量研究了TO封装陶瓷外壳相对阳极所在平面与阳极平面间的夹角(θ)对镀镍层厚度均匀性的影响。结果表明,当θ为30°时,在键合指与引线端表面电镀镍层能够实现较好的均匀性,此时的镀层厚度变异系数为24.42%,相比θ为0°和45°时,明显降低了镀镍层厚度的波动范围,有效提升了镀镍层厚度的均匀性。

三维集成芯片散热技术研究

传统外置散热器传热路径长,热阻大,容易造成热堆叠,影响芯片性能。为解决三维集成芯片功率大、局部热流密度高的问题,采用直接在芯片封装壳体内通液的方式,缩短传热途径,减少传热温差,从而实现芯片温度控制。首先,建立三维集成芯片的散热路径,进行热阻分析;然后,基于热流耦合仿真计算,对高导热界面材料导热性能进行研究,优化接触热阻;最后,采用微流道技术,进行强化换热,在流量降低65%的情况下,芯片表面温度与冷却液传热温差≤25℃,芯片均温性≤1℃,实现高集成度芯片的高效散热。

TO型外壳封焊边缘金属飞溅的控制

储能焊作为TO型外壳主要密封工艺,在TO型外壳封焊过程中能量分布不均容易造成封焊边缘处产生金属飞溅。为解决金属飞溅外观异常问题,以TO8型金属外壳为例,分别研究储能焊密封工艺参数及管帽结构对TO型外壳密封后外观状态的影响。通过优化密封气压、电压、焊接时间及改良管帽结构的方法解决了TO型外壳封焊处金属飞溅问题,降低了TO型外壳封焊边缘缺陷,保证了产品外观满足相关标准要求。

高速传输线及连接组件的关键技术

基于高速传输线及连接组件研制的必要性,分析了信号完整性与电磁兼容性自主仿真设计软件、高频传输信号衰减抑制、高速线缆及连接组件的关键工艺等难题,开展了高速信号完整性与电磁兼容性仿真设计软件开发,以及高速线缆实心聚全氟乙丙烯(FEP)绝缘挤出、平行线对铝箔纵包、高密度屏蔽编织、连接组件金属壳封装设计等关键技术的研究,为高速传输线及连接组件的研制提供重要参考。

海南椰壳在中的应用与研究

我国沿海地区种植椰树广泛,比如海南、福建、广西等省市的部分城市和乡村,特别是海南的海口和文昌,种植的椰树面积广,果实产量丰富。“椰子全身是宝”,不仅椰汁清甜,椰肉香脆,而椰壳可以作为一种绿色环保、可再生产品的外包装。在设计应用上,椰壳因其自身独特材质与造型,演绎出了椰碗、椰勺、椰壳活性炭、椰壳茶具等用具,将生态包装得以完美体现。鉴于椰壳容器在长时间储藏、收纳和密封等方面的优势,因此被广泛运用于包装茶叶,椰壳自带的淡淡椰香与茶香融合,造就了独特的海南地方茶叶,深受消费者喜爱。

Preparation of SiC_p/A356 electronic packaging materials and its thixo-forging

The rapid development of electronic packaging industry has resulted in higher requirement for packaging materials.The packaging material of SiC reinforced A356 aluminum alloy was fabricated by mechanical mixing method,and the SiCp/Al composite billet was formed by thixo-forging to manufacture the electronic packaging shell.The microstructure of the produced part was investigated.Two different thixo-forging procedures for manufacturing electronic packaging shell were analyzed.The results show that after being heated to 600 ℃ and held for 3 h,SiCp has good compatibility with A356 aluminum alloy and the SiCp/A356 composite billet can meet the requirements of thixo-forging.When the billet was remelted to 580℃,held for 10 min,the homogeneous microstructure with the best thixo-formability can be realized.The thixo-forging of electronic packaging shell is feasible.

油茶果壳制备缓冲包装材料的动态力学性能研究

以油茶果壳为原料,选择不同质量分数的塑化剂、胶黏剂、发泡剂、填料等助剂,制备缓冲包装材料,采用正交试验的方法,利用动态热机械分析仪进行动态力学性能分析,确定最佳工艺条件.结果表明,助剂的质量分数对包装材料的性能影响较大,其最佳工艺条件为:塑化剂、胶黏剂、发泡剂、填料占油茶果壳的质量分数为12%、9%、8%、6%.在最佳工艺条件下,其密度、应变、可恢复形变、蠕变特性等性能均有所提高.

蓄电池塑料箱自动缠膜包装机设计

目的 针对蓄电池外壳塑料箱贮存、物流运输过程中出现的粉尘污染、破损等问题,在注塑成型后,需经覆膜处理。由于蓄电池外壳较薄,热缩工艺防护手段变形严重,对产品质量产生较大影响,迫切需要设计一种高效、便捷的蓄电池外壳防护包装工艺。方法 依据功能模块化设计理念提出托盘式塑料箱缠膜的解决方法,针对缠膜包装制定了集整形、缠膜、物料输送为一体的塑料箱自动缠膜工艺和各功能模块机械系统设计,并通过数字化手段验证工艺的合理性。结果 该设备实现了对多种规格的蓄电池外壳塑料箱的整形、缠膜、物料输送一体化生产,效率达到42s/件,相较于人工方式的效率提升了1.4倍。结论 该设备结构合理,在保证缠膜包装质量的前提下,提高了缠膜包装效率,推动了企业自动化进程,为塑料箱自动缠膜包装提供了解决方案。

电子封装外壳均匀性及差异性电镀方案设计

介绍了电子封装外壳均匀性及差异性电镀的设计方案。通过旋转电镀实现电子封装外壳镀层均匀性的要求,采用双电源方式实现封装外壳镀层差异性的要求。

陶瓷绝缘子金属封装外壳气密性失效机理分析

阐述基于氦质谱检漏仪、SEM、EDX手段,对陶瓷绝缘子表面的镀镍层厚度、钎料量、钎料种类对陶瓷绝缘子与陶瓷银铜钎焊气密性失效机理的分析。研究表明,随着陶瓷绝缘子表面镀镍层厚度增加、钎料采用纯银钎焊,钎焊后的可靠性有上升的趋势。钎料量增加,钎焊后的可靠性有下降的趋势。采用合适的焊种及钎料量可有效地提高产品的可靠性。

一种显著降低大型礼花弹运输危险级别的包装形式

为解决大型礼花弹和纯响弹不能运输的问题,设计了一种大型礼花弹的新包装形式。该包装通过一定厚度的蜂窝纸板隔离箱内的礼花弹,增大了箱内礼花弹间的距离,减少了箱内烟火药密度。通过联合国系列6试验的验证,表明该包装形式能阻断礼花弹爆炸后产生的冲击载荷的传播,可将大型礼花弹的危险级别由1.1G降为1.3G,且新型包装的安全性能(抗跌落和抗冲击)明显改善,性价比优于目前其他的礼花弹改善包装形式。

不同包装形式对市售壳蛋新鲜度的影响

该文以罗曼粉壳蛋为研究对象,探究市售壳蛋常用包装形式对于壳蛋新鲜度的影响,研究纸托散装不重叠组、散装重叠组、泡沫缓冲组、纸盒组和塑料盒组5种常见包装组壳蛋新鲜度指标变化,25℃贮藏30 d,分别于0、10、20、30 d检测所有实验组壳蛋失重率、气室高度和气室直径、蛋黄指数、哈夫单位、浓稀蛋白比、蛋清pH。结果表明,贮藏10~30 d,纸托散装重叠组壳蛋失重率(2.33%~7.35%)、气室直径(2.46~3.17 cm)、蛋清pH(9.24~9.28)显著升高(P<0.05),而浓稀蛋白比(0.08~0.39)、蛋黄指数(0.27~0.41)显著下降(P<0.05)。纸盒组和塑料盒组壳蛋哈夫单位下降明显(P<0.05),泡沫缓冲组和纸托散装不重叠组壳蛋具有较低的气室高度。泡沫缓冲组壳蛋失重率(0.62%~5.46%)、气室直径(2.02~2.62 cm)、蛋清pH(9.05~9.26)较低,而蛋黄指数(0.27~0.48)较高。进一步通过主成分分析能较好区分塑料盒、泡沫缓冲包装组与其他3个包装组壳蛋,新鲜度指标贡献情况具有一定差异。因此,不改变环境条件,采用泡沫缓冲包装可以延缓贮藏期壳蛋新鲜度指标的劣变,该包装可应用于壳蛋贮藏与销售环节。

晶圆级封装翘曲研究及仿真自动化

晶圆的翘曲一直是晶圆级封装工艺面临的重要挑战。本文针对晶圆的非线性翘曲现象,分别对多种有限元仿真方法进行比较,并提出了一种基于非对称网格的非线性仿真方法;结果表明,采用非对称网格的方法能够得到与测试结果一致的拱型翘曲,同时仿真与实测误差为2.22%,低于其他仿真方法。利用该方法深入研究了晶圆降温过程翘曲变形的过程,并对模型中EMC厚度进行了参数化分析,揭示了晶圆翘曲随EMC厚度变化的影响趋势。最后本文对美国ANSYS公司的有限元分析软件(ANSYS)进行二次开发,使得软件能够自动、快速、准确地获得晶圆的翘曲结果。

碳化硅铝合金材料触变成形电子封装壳体研究

采用有限元软件DEFORM-3DTM,开发了热力耦合触变成形电子封装壳体模拟模型,模拟了SiCp/A356(铝合金)复合材料电子封装壳体的成形过程。对触变成形过程中坯料流动速度、等效应变和温度分布进行了分析,并对可能产生的成形缺陷进行了预测。结果发现,使用半固态触变成形技术可成形SiCp/A356复合材料电子封装壳体,在挤压速度为100mm/s、坯料温度为580℃时,能够较好地满足电子封装壳体尺寸的要求,但成形过程中常伴有低于半固态温度的热加工现象出现。

液固分离制备SiCp/Al封装壳体的组织和性能

采用半固态触变液固分离工艺制备出底部具有高体积分数SiC(63 vol%)的Al基功能梯度电子封装壳体,借助光学显微镜和扫描电镜分析了壳体复合材料中SiC的形态分布及其断口形貌,并测定了其热物理性能和力学性能。结果表明,原始30vol%SiCp/Al复合材料在半固态触变成形中SiC颗粒和液相产生分离流动,液相从壳体中流出,SiC颗粒在壳体中聚集,其体积分数从壳体底面向四壁逐渐降低。组织和性能呈梯度变化。壳体底面具有高的热导率和低的热膨胀系数(CTE),这与芯片材料相匹配,壳体四壁具有良好的焊接性能。