放电等离子烧结制备细晶AlN陶瓷

采用纯纳米AlN粉和掺杂质量分数3%Y_(2)O_(3)的纳米AlN粉为原料,经放电等离子烧结工艺制备AlN陶瓷,研究了两类AlN陶瓷的相对密度、微观组织、力学性能和导热性能。结果表明:纯纳米AlN粉和掺杂Y_(2)O_(3)纳米AlN粉在40~60 MPa下,经1500℃放电等离子烧结5~60 min,均可获得相对密度>99%的AlN陶瓷。当烧结压力为50 MPa时,获得的AlN陶瓷晶粒尺寸最小,分别为176 nm和190 nm,细化晶粒明显提高了AlN陶瓷硬度和抗弯强度。当烧结时间从5 min延长至60 min时,两种AlN陶瓷晶粒尺寸分别增大至1.71μm和1.73μm。晶粒长大导致AlN陶瓷硬度和抗弯强度下降,但提升了导热性能。通过对比发现,相同放电等离子烧结工艺下添加烧结助剂Y_(2)O_(3)能够有效提升AlN陶瓷的综合性能。

自动测试技术在MEMS硅腔滤波器工艺中的应用

在微波通信系统中,滤波器作为通信系统中不可缺少的微波无源器件,其性能指标直接影响整个通信系统的性能。与传统滤波器相比,微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)滤波器具有集成度高、小型化等优点,其中腔体结构在RF MEMS滤波器中有着广泛的应用。感应耦合等离子刻蚀是实现三维腔体结构的关键技术,其刻蚀均匀性直接影响腔体滤波器的性能指标。过程控制监控(Process Control Monitoring,PCM)是MEMS工艺控制中的重要监控手段,利用自动测试系统,论述了用于自动测试的PCM图形,通过数据处理得到硅腔深度分布图,并拟合出硅腔深度和中心频率对应关系,反应了当前刻蚀的工艺能力,为后续产品设计、提高刻蚀均匀性及优化版图设计提供了数据支撑。

近零膨胀堇青石陶瓷的制备

堇青石陶瓷由于具有热膨胀系数较低、力学性能优良及密度低等优点,是理想的光刻机方镜材料。目前,国内对方镜用堇青石陶瓷研究较少,因此,开展相关研究对于推进高端堇青石陶瓷零部件的国产替代具有重要意义。以La^(3+)为掺杂剂,采用溶胶—凝胶工艺制备了Mg_((2−x))La_(x)Al_(4)Si_(5)O_((18+0.5x))系列堇青石陶瓷,研究了La^(3+)掺杂对堇青石陶瓷显微结构、热膨胀性能及力学性能的影响。结果表明:随着La^(3+)引入量的增加,堇青石陶瓷样品的热膨胀系数从负膨胀逐渐向正膨胀转变。当La^(3+)引入量(x)为0.15时,所得样品在(22.0±0.5)℃的热膨胀系数绝对值≤0.020×10^(−6)K^(−1),此时样品的弯曲强度为211.44 MPa,弹性模量为145.77 GPa,达到了方镜材料的性能指标要求。在烧结过程中,引入的La^(3+)会取代堇青石结构中的Mg^(2+)造成六元环的畸变,另外还会生成液相促进致密化烧结,这两方面的协同作用实现了对堇青石陶瓷性能的有效调控。

热阻仿真在陶瓷封装电阻计算中的应用

随着半导体封装器件的不断发展,工作电流不断增加,对陶瓷封装的电性能提出了更高要求,而导通电阻是衡量其电性能最重要的参数之一,会影响电路的稳定性和功耗波动。提出了一种陶瓷封装中导通电阻仿真求解的新方法,利用ANSYS软件热阻仿真模型等效求解电阻的方式,实现导通电阻值的精确计算。阐述了热阻模型与电阻模型的等效机理,对比了传统估值法与仿真求解法的计算结果,结果表明,仿真求解法得到的电阻值与实测电阻值更为接近,误差小于5%,而传统估值法误差最高可达30%。仿真求解法计算时间大大缩短,效率更高,还可观察线路的连通关系,错误率远低于传统估值算法。该方法适用于陶瓷封装中不同类型和任意结构的阻值计算,通用性强。

设备维修管理中的故障诊断与预测

本文旨在探讨设备维修管理中的故障诊断与预测技术与方法。首先,我们回顾了传统故障诊断方法,并介绍了基于机器学习、统计模型和数据驱动的故障诊断方法。其次,我们讨论了故障预测的定义和意义,并深入研究了基于时间序列分析和机器学习的故障预测技术。针对故障预测模型的建立和评估,我们提出了相关的方法和准则,并强调了故障预测结果的解释和应用的重要性。此外,我们还分析了设备维修管理领域面临的挑战和限制因素,并探讨了基于新技术的设备维修管理趋势。最后,我们提出了未来的研究方向和发展趋势,以期为设备维修管理的实践和研究提供指导和启示。

水基喷雾造粒制备高导热球形氮化铝填料

氮化铝(AlN)因具有优异的导热能力和电绝缘性,是热界面材料中导热填料的理想材料。本文首先对AlN粉末进行表面改性,提高了AlN粉体的抗水解能力,然后采用水基溶剂进行喷雾造粒,在浆料配置过程中对球磨时间、添加剂用量等工艺参数进行了优化,制备了球形度高的AlN生坯,最后经脱脂烧结,制备出具有低氧含量、高球形度及高导热性的AlN填料。研究表明,磷酸改性后的AlN粉体在16 h球磨过程中可保持良好的抗水解能力。粘结剂含量(质量分数)对喷雾造粒后的生坯形状有明显影响,采用2%PVB+2%PEG粘结剂制备的粉末具有良好的球形度与表面光滑程度。经过脱脂烧结,AlN陶瓷微球的热导率和抗弯强度分别达到171.2 W·m^(-1)·K^(-1)和340 MPa,具有良好的流动性。综上所述,水基喷雾造粒制备的球形AlN适合用作热界面材料的导热填料。

低温共烧陶瓷材料的研究进展

简述了低温共烧陶瓷(LTCC)介质基板的优缺点,介绍了国内外LTCC基板材料的主要生产厂商,综述了LTCC材料中的玻璃/陶瓷体系和微晶玻璃体系。分析介绍了国内外主要研究机构开发的玻璃/陶瓷材料,总结了不同陶瓷材料的介电性能和热学性能;介绍了以Ferro公司的A6系列微晶玻璃体系为代表的陶瓷材料,总结了不同微晶玻璃材料的介电性能和热学性能。分析了LTCC材料的加工工艺,简述了实现LTCC材料零收缩的不同技术。论述了LTCC材料在电子元器件、封装基板、功能器件和集成模块中的应用。最后指出了国内LTCC材料和技术开发的不足,并展望了未来的研究和发展方向。

Zn_(0.15)Nb_(0.3)Ti_(0.55-x)(Co_(1/3)Nb_(2/3))_(x)O_(2)陶瓷的微波介电性能研究

采用固相烧结法制备Zn_(0.15)Nb_(0.3)Ti_(0.55-x)(Co_(1/3)Nb_(2/3))_(x)O_(2)(x=0,0.05,0.15,0.25,0.35,0.4,0.45,0.55)陶瓷,研究了(Co_(1/3)Nb_(2/3))^(4+)取代Ti^(4+)对陶瓷的物相、微观形貌和微波介电性能的影响。实验结果表明,当(Co_(1/3)Nb_(2/3))^(4+)取代量x≤0.05时,Zn_(0.15)Nb_(0.3)Ti_(0.55-x)(Co_(1/3)Nb_(2/3))_(x)O_(2)陶瓷表现出纯的金红石Zn_(0.15)Nb_(0.3)Ti_(0.55)O_(2)相;当(Co_(1/3)Nb_(2/3))^(4+)取代量x>0.15时,有第二相ZnTiNb_(2)O_(8)和ZnNb_(2)O_(6)生成。陶瓷的Q×f值随x的增大而提高,介电常数(ε_(r))和谐振频率温度系数(τ_(f))则随ZnTiNb_(2)O_(8)和ZnNb_(2)O_(6)的增多而逐渐降低。当x=0.4时,Zn_(0.15)Nb_(0.3)Ti_(0.55-x)(Co_(1/3)Nb_(2/3))_(x)O_(2)陶瓷在1075℃下烧结获得最佳的微波介电性能:ε_(r)=35.44,Q×f=25862 GHz(f=5.8 GHz),τ_(f)=5.2×10^(-6)/℃。

(Ti0.5W0.5)^5+离子掺杂对NdNbO4微波介质陶瓷性能影响

稀土离子被广泛应用于提高微波介质陶瓷的性能。稀土铌酸盐近年来被广泛研究,尤其是关于NdNbO4的单个离子掺杂改性。采用固相烧结法制备NdNb1-x(Ti0.5W0.5)xO4(x=0.05,0.1,0.2,0.3),结果表明x大于0.1时的陶瓷体系中两相共存,主晶相为褐钇铌矿结构的NdNbO4相,第二相为易解石结构的NdTiNbO6相。随着x的增大,相对介电常数与密度的变化趋势一致;品质因数与谐振频率的乘积(Q×f)先增大后减小,增大是由密度的变化引起的。当x=0.3时,由于第二相的含量增多、晶界数量增多,Q×f出现下降趋势。当x=0.2,在1 225℃时,气孔未排尽;在1 275℃时烧结致密且得到的陶瓷微波介电性能较好:相对介电常数εr为19.83,Q×f为44 711 GHz,谐振频率温度系数τf为-2.057×10^-5/℃;而温度升至1 300℃时,由于晶粒异常长大导致气孔出现,陶瓷性能降低。

电子陶瓷外壳封装对元器件可靠性的影响研究

电子陶瓷材料在电子封装领域有着广泛的应用。本研究主要就电子陶瓷外壳封装在元器件可靠性方面的影响进行了一系列深入的研究。通过相关机械试验,如拉伸、弯曲、疲劳等,结合有限元分析法,详细了解了电子陶瓷外壳在封装过程中可能出现的应力分布情况以及对元器件的可能影响。结果显示,陶瓷外壳材料的热膨胀系数,弹性模量等物理属性,极大影响了元器件的可靠性。本研究旨在为如何通过改善陶瓷外壳材料以提高元器件的可靠性提供理论支持。

浅谈陶瓷封装的平行缝焊工艺与技术

陶瓷封装是近年来发展起来的一种新型封装技术,是利用陶瓷材料制作而成的有机基体,主要包括:陶瓷、金属片、氧化锆等材料。陶瓷封装可采用多种焊料来制作。其中使用最广泛的有:氧化锆-氧化锆陶瓷焊料锆和氧化锆-氧化铝等。这些焊料属于热固性树脂焊料,在生产过程中由于成型过程不完全或者成型工艺控制不到位等原因可能会出现烧坏或者开裂现象甚至是开裂现象已经无法避免产生或改善;而且其性能还存在着一些缺陷(如硬度低、耐磨性差、耐热性差等).所以要提高陶瓷封装器件的综合性能非常困难。近年来有不少研究机构也开始开发和生产陶瓷封装器件产品及相应的方法。本文就陶瓷封装器件相关问题做一下探讨。

燃油滤清器PTC加热装置密封结构设计及其环境性能研究

对燃油滤清器正温度系数(Positive Temperature Coefficient, PTC)加热装置的密封泄漏问题进行失效分析,分析结果显示滤清器中环氧树脂胶材料与周围材料的热膨胀系数不同是造成失效的主要原因。针对该失效原因,对加热装置结构进行了重新设计,通过合理设置密封及卡装结构,有效解决了加热装置的失效问题,同时提高了加热装置的固定强度,使产品性能更加稳定可靠。

高速公路事故路段智能网联车辆博弈换道模型

智能网联车辆在面临高速公路发生事故的复杂交通场景时,事故点上游的车辆需采取合适的换道措施来保证车辆的安全通行,此过程将同目标车道的车辆产生博弈。基于博弈论构建了智能网联车辆的换道模型:对事故路段车辆的换道决策博弈行为进行了分析,将车辆的速度收益和安全收益作为博弈策略效果的评价指标,建立事故路段智能网联车辆的换道模型收益矩阵。最后,基于NGSIM数据集使用SUMO软件对换道模型进行了仿真验证。通过比较实验时间内仿真路段的通过车辆数、平均通过时间和事故车道的车辆平均换道时间,博弈换道模型的整体表现均优于传统的元胞自动机模型及经典LC2013换道模型,尤其是在面对较高的车流密度时优势更为明显。实验表明基于博弈论的智能网联换道模型在面对高速公路事故路段的换道场景时具有较好的适用性。