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World File Search System烧结
无压烧结银模具中的微观结构的演变
烧结的银（Ag）是高温电子应用最有希望的互连材料之一，因为它具有承受苛刻和极端环境的潜力。本文研究了在200°C，250°C，275°C和300°C下在聚合物粘合剂粘合剂中无压烧结下Ag颗粒的微观结构演变，持续2小时。通过在不同烧结温度下对样品上的两维离子束（FIB）观察到的晶粒，颗粒和颈部生长与原子运动和降低表面能的降低有关，这是烧结的驱动力。在这项研究中，聚合物粘合剂中的无压力烧结过程成功地将散射的Ag颗粒转化为紧凑而密集的Ag，在300°C下连接。在300°C下获得的电导率值为5.2E+05 s/cm，这是评估样品中最高的。
电流辅助烧结技术在先进材料加工中的应用
电场和磁场为无机材料的合成、加工和微观结构调整提供了额外的自由度。[1] 与传统烧结技术相比，电流辅助烧结 (ECAS) 技术因显着增强和加速了烧结动力学而具有极好的前景，在先进材料的加工中非常有前景。[2 – 7] 从 100 多年前的第一项专利开始，如今专利和文献中描述了 50 多种不同 ECAS 技术原理。[3] 通常，可通过以下方式实现高加热速率和低停留时间的短期烧结：1) 在导电工具中间接加热非导电粉末，通过焦耳效应加热并将热量传导给粉末； 2) 通过感应或热辐射间接加热非导电粉末，直至达到起始温度，此时电流开始流过样品，因此可以直接加热；3) 通过焦耳效应直接将能量耗散在样品内，直接加热导电粉末；4) 通过样品突然释放存储在电容器中的能量，超快速直接加热导电粉末。粉末和工具材料的电导率主要决定样品是直接加热还是间接加热。金属、合金和特殊陶瓷材料，如 TiC、TiN、Ti(C,N)、MAX 相（M = 过渡金属，A = A 组元素，X = C 或 N）、WC、TiB2 和 ZrB2，作为超高温陶瓷 (UHTC)，可以在场辅助烧结技术/放电等离子烧结 (FAST/SPS) 模式下直接加热，因为它们的电导率比通常用作工具材料的石墨的电导率高几个数量级。反之亦然，大多数氧化物（Al2O3、ZrO2、YSZ、MgO、CeO2、掺杂钆的二氧化铈 [GDC] 等）和其他陶瓷，如 BN、Si3N4、SiC 和 B4C，由于其低电导率，则间接加热。通过施加单轴压力可以进一步提高 ECAS 技术的效率，这还可以支持烧结动力学，从而能够降低烧结温度
多层烧结工艺提高微型齿轮壁厚均匀性
摘要：电铸层厚度不均匀性是制约电铸微金属器件发展的瓶颈问题。微齿轮是各类微器件的关键元件，本文提出了一种提高其厚度均匀性的新制备方法。通过仿真分析研究了光刻胶厚度对均匀性的影响，结果表明随着光刻胶厚度的增加，电流密度的边缘效应减小，电铸齿轮的厚度不均匀性会减小。与传统的一步正面光刻和电铸方法不同，该方法采用多步自对准光刻和电铸工艺制备微齿轮结构，在交替光刻和电铸过程中间歇地保持光刻胶厚度的降低。实验结果表明，该方法制备的微齿轮厚度均匀性比传统方法提高了45.7%。同时，齿轮结构中部区域的粗糙度降低了17.4%。
控制低温共烧陶瓷收缩以实现无约束烧结
摘要——低温共烧陶瓷 (LTCC) 在烧制过程中的收缩是 LTCC 制造中最难控制的特征之一，因为许多因素都会影响结果。胶带制造商给出的收缩率不能完全转移到准备、使用和设备不完全一致的生产环境中。因此，可预测的收缩模型对于按照规格制造 LTCC 设备至关重要。这项工作的目的是使用强大的实验设计 (DOE) 技术为 Ferro L8 胶带开发此类模型。有四个因素不同：堆叠厚度、设备表面、施加的压力和层压过程中的温度。在这些实验中，其他因素（例如操作员、层压时间或烧制曲线）保持为固定值。结果变量是层压质量和 x、y 和 z 方向的收缩。发现叠层质量主要受叠层厚度和叠层表面积相互作用的影响，而对于 z 方向收缩，这种相互作用以及叠层温度是重要因素，最后对于横向收缩，叠层厚度、表面积和温度是主要影响因素。建立了 z 方向和横向收缩的数值模型。这项工作加强了对 LTCC 收缩的理解，并允许 Ferro L8 用户正确补偿收缩布局。
机械合金化和放电等离子烧结制备先进锌镁合金
摘要：锌及其合金因具有增强的生物相容性而被视为制备可生物降解医疗器械（支架和骨固定螺钉）的有前途的材料。这些材料必须实现机械性能和腐蚀性能的理想组合，而合金化或热机械过程可能会影响这些性能。本文介绍了不同机械合金化 (MA) 参数对 Zn-1Mg 粉末成分的影响。同时，本研究描述了 MA 制备对 Zn-6Mg 和 Zn-16Mg 合金的影响。采用放电等离子烧结 (SPS) 法压实选定的粉末。随后，研究了它们的微观结构并测试了它们的力学性能。整个过程导致晶粒显着细化（Zn-1Mg 为 629 ± 274 nm）并形成新的金属间相（Mg 2 Zn 11 、MgZn 2 ）。烧结样品的压缩性能主要与合金元素的浓度有关，浓度增加导致强度提高但延展性变差。根据所得结果，Zn-1Mg合金的性能最好。
高温应用的烧结银芯片粘接剂的热机械模拟
各种电子封装都在极其恶劣的环境下工作，这需要较长的使用寿命，对微电子界来说是一个重大挑战。200 o C 以上的工作温度加上高压、振动和潜在的腐蚀性环境意味着，在如此高温下工作的电子系统的开发中仍然存在一些技术问题。最近的高温应用技术已经出现，能够承受高达 300 o C 的高温。烧结银是极端环境下芯片粘接的潜在候选材料之一。本研究旨在通过研究烧结银材料，了解硅芯片粘接材料在恶劣环境下性能下降/失效的方式和原因。开发了一种常用于表示微电子封装组件的二维轴对称芯片粘接模型。FE 模型可以很好地理解不同引线框架材料、烧结银和芯片厚度的单一参数变化的影响。烧结银厚度对塑性应变的影响非常小。此外，在芯片方面，硅芯片和烧结银之间的局部热失配是最重要的负载因素。此外，较厚的芯片会在芯片中产生更高的应力。
通过冷低压层压连接烧结氧化铝基板和 LTCC 生带
在微电子领域，设备集成度更高、散热性能更好一直是个趋势。在制造基于陶瓷的微电子器件时，可以应用以下技术。厚膜混合技术使用烧结陶瓷基板（主要是 Al 2 O 3 ），用功能糊料进行丝网印刷，然后在 850°C 下烧制。氧化铝基板具有非常好的导热性（25 W/mK），但是只有两侧可以进行金属化。使用 LTCC 技术的多层系统可以实现更好的小型化。LTCC 器件通过丝网印刷、堆叠和层压陶瓷绿带，然后进行共烧来制造。LTCC 的缺点是由于其玻璃含量高而导致的低导热性（3 W/mK）。通过结合混合技术和 LTCC 技术，可以结合两种方法的优点，例如良好的导热性和高的多层集成度。由于通过热压将生带层压在烧结陶瓷基板上的故障率太高，因此冷低压层压 (CLPL) 已被用作替代层压工艺。CLPL 是一种层压方法，其中组件的连接是在室温下通过使用双面胶带施加非常低的压力 (<5 MPa) 进行的。在热处理过程中，粘合膜将胶带保持在一起，直到粘合剂完全分解；在进一步升温期间，胶带通过烧结连接在一起。本文介绍了将烧结材料与生带连接所使用的材料和加工步骤，并讨论了烧制过程中发生的影响。这些影响（如边缘卷曲和裂纹形成）主要是由于在受限烧结过程中发生的应力造成的。可以通过改变工艺参数来影响它们的控制。关键词：连接、层压、冷低压层压、LTCC、氧化铝基板
高功率电子封装用烧结纳米铜颗粒的高温纳米压痕表征
纳米铜烧结是实现宽带隙半导体电力电子封装的新型芯片粘接与互连解决方案之一，具有高温、低电感、低热阻和低成本等优点。为了评估烧结纳米铜芯片粘接与互连的高温可靠性，本研究采用高温纳米压痕试验表征了烧结纳米铜颗粒的力学性能。结果表明：首先，当加载速率低于0.2 mN ⋅ s − 1时，烧结纳米铜颗粒的硬度和压痕模量迅速增加随后趋于稳定，当加载速率增加到30 mN时，硬度和压痕模量降低。然后，通过提取屈服应力和应变硬化指数，得到了烧结纳米铜颗粒的室温塑性应力-应变本构模型。最后，对不同辅助压力下制备的烧结纳米铜颗粒在140 ˚C – 200 ˚C下进行高温纳米压痕测试，结果表明辅助压力过高导致硬度和压痕模量的温度敏感性降低；蠕变测试表明操作温度过高导致稳态蠕变速率过大，对烧结纳米铜颗粒的抗蠕变性能产生负面影响，而较高的辅助压力可以提高其抗蠕变性能。
陶瓷制造的超快方法可能为 AI 驱动的材料发现打开大门
传统的烧结技术需要很长的加工时间——炉子需要几个小时才能加热，然后再花几个小时来“烘烤”陶瓷材料——这在固态电池电解质的开发中尤其成问题。替代烧结技术（如微波辅助烧结、放电等离子烧结和闪光烧结）因各种原因而受到限制，通常是因为它们是特定于材料的和/或昂贵的。
评估新兴高熔点无铅焊料和混合烧结膏作为夹片封装连接材料的效果
摘要：高熔点（HMP）无铅焊料、混合烧结和瞬态液相烧结（TLPS）是有望替代高铅焊料的新兴无铅替代品。无铅焊料与现有的夹片键合封装高铅焊接工艺完全兼容。混合烧结的好处是它比无铅或高铅焊料具有更高的热导率和电导率。在本研究中，首先通过芯片剪切测试评估了十种材料（包括无铅焊料、混合烧结膏和 TLPS）。在初步材料筛选之后，两种无铅焊料（焊料 1 和 2）、两种混合银烧结膏（烧结 i 和 ii）和一种 TLPS 进行内部样品组装。对于无铅焊料，借助真空回流进行了工艺优化，以降低空洞率。由于银-铜烧结比银-银烧结扩散慢且不均衡，为增强混合银烧结，需进行优化，包括对芯片金属化进行银精加工，对引线框架的夹片和键合区域进行银电镀。在 0 小时封装电气测试中，焊料 1 和烧结 i 通过并送去进行可靠性测试，而焊料 2、烧结 ii 和 TLPS 分别因金属间化合物 (IMC) 开裂、材料渗出和芯片开裂而失败。在可靠性测试中，早期可行性研究定义了热循环 (TC) 1000 次、间歇工作寿命 (IOL) 750 小时和高加速温湿度应力测试 (HAST) 96 小时的基本方案。75 个烧结 i 单元中有 1 个在 TC 1000 次循环中失败，原因是银烧结结构和芯片底部金属化之间的分离。焊料1无缺陷地通过了基本方案，接下来需要将材料的可加工性和夹持强度提高到与高铅焊料相当的水平。