铜基丝线材制备和组织性能研究进展

铜基丝线材广泛应用于集成电路键合线、音视频传输线缆、医疗器械有源线束以及各种电子元器件,是保障系统电流和信号稳定传输的关键导体材料。本文围绕铜基丝线材制备工艺流程,综述热型水平连铸、冷型竖引连铸制备铜基杆坯的工艺特点及其与定向凝固组织之间的关系,阐述超细超精连续拉拔、热处理、表面涂镀等工艺参数对晶粒、析出相、表面镀层以及键合特征的影响规律,最后叙述了“新基建”背景下铜基丝线材应用领域和装备技术方面的发展趋势。

关键参数对铜银合金丝线材拉拔力的影响

拉拔力是影响丝线材拉拔稳定性的关键因素,也是设计及选用拉丝机的主要技术参数。本文基于DEFORM-3D有限元分析软件建立了铜银合金拉拔有限元模型。对不同材料参数、不同入模角、摩擦因数和不同定径区长度等条件下的拉拔过程进行了研究,分析了加工硬化指数、入模角、摩擦因数和定径区长度变化对拉拔力的影响规律,并验证了模型的可靠性。研究结果表明:随着硬化指数的减小,稳态拉拔力逐渐增大。当入模角为12°时,拉拔力最小,为最佳模角。随摩擦因数的增大,稳态拉拔力呈增大趋势,且当摩擦因数为0.1时,拉拔力波动剧烈。定径区长度的变化对稳态拉拔力影响不明显。

铜基材料表面石墨烯涂层的调控

针对铜箔在特殊领域应用时导电性与耐腐蚀性差的问题,采用空气喷涂法在铜箔表面涂覆石墨烯涂层,通过调节石墨烯涂镀液中甲基吡咯烷酮与乙二醇的体积比,实现石墨烯涂层在铜箔表面空间结构的精确调控。研究结果表明:石墨烯在铜箔表面的空间形态与厚度,可以通过分散剂的种类和喷涂液的体积来控制。当分散溶剂中甲基吡咯烷酮与乙二醇的体积比为2∶1时,涂覆石墨烯的铜箔阻抗最大,在盐水中的抗腐蚀性能最好。

SiC单晶生长热场模拟及结构分析

基于有限元法数值模拟,对SiC籽晶生长面上的径向温度梯度和沿石墨坩埚中心轴的轴向温度梯度进行模拟计算,使用感应加热物理气相传输法制备了6 英寸的大尺寸SiC单晶,对晶体样品进行了物相、应力和缺陷的表征与研究。研究结果表明:减薄坩埚壁厚和优化生长结构后的热场对改善晶体热应力、降低晶体内部缺陷有明显效果。因此,大尺寸、高质量碳化硅单晶体材料的生长已经成为半导体行业发展的研究热点。