针对采用10号钢为基材的K1-5型外壳的芯片裂纹问题, 对其共晶应力进行了仿真, 并尝试对工艺过程进行仿真优化。结果表明, 无论采用何种缓慢或快速的散热方式, 都不能从根本上改变10号钢与Si芯片因热膨胀系数的巨大差异而导致的热应力。通过比较三种不同的管壳材料可知, 以可伐材料为基体的K1-5管壳的共晶热应力最低, 为316 MPa, 而以10号钢为基体的热应力最高, 为19 800 MPa, 远远超出了硅芯片的极限断裂强度544 MPa。根据应力的基本理论, 可伐与Si芯片的热膨胀系数的差异最小, 无氧铜次之, 而10号钢为最大, 这也是以10号钢为基体的K1-5管壳在共晶时芯片开裂的根本原因。将管壳基材更换为可伐材料, 仿真分析和实际试验结果均证明该管壳能够有效解决芯片开裂的问题。

军用陶瓷或金属封装中的共晶烧结芯片贴装工序存在的主要问题是, Sn基焊料极易氧化形成Sn2O、SnO2等氧化物, 在共晶过程中不断堆积在焊料表面, 形成焊料表面悬浮颗粒, 造成PIND失效。文章基于氧化膜破裂理论, 通过对当前使用的共晶烧结氮气保护的结构进行改进, 采用小型半密闭腔体的方式实现了局部高纯度氮气保护环境。在共晶烧结贴片过程中, 氧化膜破裂融入焊料体内, 同时因氧化膜破裂而流出的熔融焊料在良好的氮气保护环境下形成新的光亮圆润的焊料表面, 有效减少了焊料表面悬浮氧化物颗粒。统计数据表明, 该改进研究有效降低了PIND失效率和成品筛选电路的成本损失; 该改进实现了共晶烧结贴片焊料表面极少产生悬浮氧化物颗粒, 极大地降低了可动颗粒导致的电路短路、断路等误动作的危害性和可靠性风险。

研究了18、25、30 μm三种金丝和25、32、45 μm三种硅铝丝键合引线在不同温度循环次数下的键合强度衰减规律，并研究了拉断模式的比例。结果表明，所有试验样品，无论是否经历温度循环，均达到了GJB548B-2005方法2011.1中的最小键合强度要求，均未出现焊点拉脱的现象。随着温度循环次数的增加，金丝键合强度先略微增大，后缓慢减小并趋于平缓。硅铝丝键合强度先较快减小，后缓慢减小，并趋于平缓。相比于金丝，硅铝丝在0~50次的温度循环下键合强度衰减较快。通过曲线拟合，获得不同丝径下的键合强度衰减变化方程。

纳米银焊膏能够实现低温连接、高温服役,同时具有优异的导电、导热性能,其缺点是非常容易发生电化学迁移。本文采用脉冲激光沉积成功制备了完全互溶的Ag-10%Pd纳米合金,并将其用于SiC芯片的封装互连,旨在提高纳米颗粒烧结层的抗电化学迁移能力,同时保持纳米颗粒的低温烧结特性。研究表明,采用Ag-10%Pd纳米合金烧结连接SiC芯片及镀银的直接覆铜基板(DBC),在250 ℃的温度下可以实现剪切强度为21.89 MPa的接头,达到了美国军标MIL-STD-883K的要求(7.8 MPa)。Ag-Pd纳米合金抗电化学迁移能力是同等条件下纯银的4.3倍。在Ag-Pd纳米合金中,银离子的析出受到PdO的阻碍,迁移产物呈云雾状分布,有效延长了电极的短路时间。脉冲激光沉积Ag-Pd纳米合金的烧结避免了传统银、钯颗粒直接混合方法后续高达850 ℃的合金化过程。Ag-Pd纳米合金作为封装互连材料是实现低温连接的有效保证,并有望为功率电子器件的高可靠性封装提供解决方案。

电子产业的快速发展使电子封装面临新的问题和挑战,功率密度的不断提高和应用领域的不断拓展要求电子器件具有更高的服役温度。纳米金属颗粒焊膏凭借其优越的电热性能和“低温连接、高温服役”的特点已成为电子封装连接材料的重要发展方向。从纳米金属颗粒焊膏的烧结机理、组成成分、技术工艺发展过程等方面阐述了近年来焊膏烧结技术的发展情况,讨论了现有国内外研究的优势和不足,并结合烧结后接头的可靠性测试方案和结果,指出了现有研究在高温高功率下应用的失效机理及未来纳米金属颗粒焊膏烧结技术的发展方向,这对纳米金属颗粒焊膏在电子器件封装领域的大规模应用及第三代半导体产业在国内的快速发展具有重要意义。

中高体积分数SiCp/Al复合材料相较于传统合金材料具有力学性能和热学性能“可裁剪”的特点。本文介绍了中高体积分数SiCp/Al复合材料的主要制备技术工艺，以及中高体积分数SiCp/Al复合材料在精密仪器、光学系统、电子封装及热控领域典型应用，最后展望了中高体积分数SiCp/Al复合材料未来的发展趋势。

为了满足电子封装产业对胶体高速、微量分配的需求, 设计了一种基于圆弧柔性铰链放大机构的双压电陶瓷驱动喷射点胶阀。首先, 利用有限元分析软件对放大机构输出位移和模态进行了计算与分析。针对其高频需求, 讨论了结构参数对其影响因素。基于微元法并结合喷嘴内胶体动力学分析, 建立了喷嘴内胶体喷射的流体力学模型。结合阀杆与阀座配合的仿真模型, 利用FLOW-3D的流固耦合仿真, 揭示了喷射点胶时胶点的成型过程。在此基础上探究了胶体喷射时喷嘴处压力的变化与流速的关系, 为点胶阀参数的控制和优化奠定了基础。最后, 搭建了喷射系统实验平台, 选用黏度为180 cps的胶体进行点胶性能测试, 得出了供料压力和驱动方波频率对胶点尺寸的影响规律。实验结果显示, 在供料压力为6 bar, 驱动方波幅值频率360 Hz等参数下, 获得胶点最小直径为525 μm。同时, 在380～400 Hz的频率区间内进行高频喷射实验, 能够获得均匀微小的圆形胶点。实验结果验证了该圆弧柔性铰链放大机构的双压电驱动点胶阀的高频、微量喷射性能, 为压电高频喷射点胶的应用和研究提供了参考。

为了实现高速度高精度的非接触喷射式点胶, 设计了一种压电驱动液压放大式喷射系统。该系统采用压电叠堆作为驱动源, 基于液压放大原理放大压电叠堆的输出位移来实现胶液的喷射。对液压放大单元进行了理论分析, 并结合压电叠堆的输出位移对液压放大单元进行了参数化设计; 然后, 利用激光测微仪分别测量了撞针和压电叠堆的位移, 得到了液压放大单元在不同电压下的输出位移。最后, 搭建了喷射系统实验平台, 选用黏度为1 000 cps的环氧树脂进行点胶性能测试, 得到了驱动电压和高低电平时间对胶点体积的影响规律。实验显示, 该喷射系统可稳定地实现每秒喷射143个胶点, 胶点的体积误差可控制在±3.11%以内, 是适用于电子封装行业的高效、高精度点胶方法。

通过对10号优质碳素结构钢、玻璃熔封件的热应力计算, 阐明了10号优质碳素结构钢、玻璃熔封结构的可行性。通过采取控制玻璃用量、合理设计孔口、烧结模具、优化工艺过程等手段, 解决了熔封件玻璃开裂、漏气和管壳的抗蚀性等问题。机械和温度应力试验表明, 采用该材料的金属电子封装外壳漏气速率不超过1×10-3Pa·cm3/s, 并能承受24h盐雾试验。

全自动金丝球焊机是微电子封装设备中的核心设备,它是集精密机械、自动控制、图像识别、计算机应用、光学、超声波焊接等多领域于一体的现代高技术微电子生产设备.工作原理是通过X-Y高精度工作台和焊头的三维运动控制,采用超声波压焊方法,牵引直径只有20～50 μm的金丝,实现从芯片表面焊点到引脚框架的电气联接.X-Y工作台要求实现精度达5 μm,以便保证各焊点的精确位置.文章针对工作台的高精度要求,通过对其结构的具体分析,系统并详尽地对所设计的二维工作台的各种误差源进行了分析计算,得出了二维工作台定位精度的工程计算公式,同时介绍了二维工作台定位精度的测量方法,对理论结果与实测结果进行了分析比较,验证了误差分析结果的正确性,为高精度二维工作台的设计提供参考.