摘要 目的——本文旨在开发和测试用于半导体芯片封装的热界面材料 (TIM)。本研究的目标是实现良好的粘附性能(> 5MPa 剪切强度)和低热界面阻(优于 SAC 焊料)。设计/方法/方法——研究了芯片和基板镀金触点之间 TIM 接头的机械和热性能。本研究采用基于银浆的烧结技术。通过剪切力测试和热测量评估性能特性。使用扫描电子显微镜对形成的接头的横截面进行微观结构观察。结果——得出结论,含有几十微米大小的球形银颗粒和几微米大小的片状银颗粒的浆料具有最佳性能。烧结温度为 230°C,烧结过程中对芯片施加 1 MPa 的力,可实现更高的粘附性和最低的热界面阻。原创性/价值——提出了一种基于银膏的新材料,该材料含有悬浮在树脂中的不同大小(从纳米到几十微米)和形状(球形、薄片)的银颗粒混合物。使用烧结技术和银膏在 230°C 下施加压力制备的接头表现出比其他 TIM 材料(如导热油脂、导热凝胶或导热粘合剂)更好的机械和热性能。这些材料可以使电子设备在 200°C 以上的温度下运行,而目前硅基电力电子设备无法做到这一点。
重量轻,出色的冲击力和能量吸收性能的晶格结构的抽象激光添加剂制造(AM)在航空航天,运输和机械设备应用程序领域中引起了极大的关注。在这项研究中,我们使用拓扑优化方法设计了四个梯度晶格结构(GLS),包括单向GL,双向增加GL,双向降低GL和无GLS。所有GLS均通过激光粉末床融合(LPBF)生产。进行了单轴压缩测试和有限元分析,以研究梯度分布特征对变形模式和GLS的能量吸收性能的影响。结果表明,与45°无GLS的剪切裂缝特征相比,单向GL,双向增加GL和双向降低的GLS具有逐层骨折的特征,显示出相当大的提高能量吸收能力。双向增加的GL表现出剪切裂缝和按层裂缝的独特组合,分别具有最佳的能量吸收性能,可分别在0.5菌株时具有235.6 J和9.5 J g-1的特异性能量吸收。结合NITI合金的形状记忆效应,进行了多个压缩加热恢复实验,以验证LPBF所处理的NITI GLS的形状存储器函数。这些发现对GLS的未来设计具有潜在的价值,并通过激光AM实现NITI组件的形状记忆功能。
行业的一个重要目标是减少碳足迹 [5]。节约能源的一种方法是用亚麻等天然纤维代替玻璃纤维 [6]。此外,亚麻能够提高层压板的阻尼性能,这一点众所周知,而且对于提高损伤容限可能很有吸引力 [7]。将纤维添加到聚合物中可以提高拉伸性能,使用偶联剂后拉伸性能会提高更多 [8]。与其他天然纤维和合成纤维相比,亚麻纤维具有特定的强度和特定的刚度。亚麻纤维具有多种特性,但也存在一些缺点 [9]。这些缺点是纤维是亲水性的,文献中观察到复合材料受湿度和温度等环境变化的影响很大,这会导致纤维增强复合材料的机械性能下降,这是由于纤维膨胀和基质老化造成的 [10]。纤维中的水分吸收遵循菲克扩散定律(扩散
1996 年 1 月 1 日之后发布的报告通常可通过 OSTI.GOV 免费获取。网站 www.osti.gov 公众可以从以下来源购买 1996 年 1 月 1 日之前制作的报告: 国家技术信息服务 5285 Port Royal Road Springfield, VA 22161 电话 703-605-6000 (1-800-553-6847) TDD 703-487-4639 传真 703-605-6900 电子邮件 info@ntis.gov 网站 http://classic.ntis.gov/ 美国能源部 (DOE) 员工、DOE 承包商、能源技术数据交换代表和国际核信息系统代表可以从以下来源获取报告: 科学和技术信息办公室 PO Box 62 Oak Ridge, TN 37831 电话 865-576-8401 传真 865-576-5728 电子邮件 reports@osti.gov 网站 https://www.osti.gov/
摘要:柔性集成光子学是一项快速兴起的技术,在柔性光互连、共形多路复用传感、健康监测和生物技术领域有着广泛的应用前景。开发机械柔性集成光子学的一大挑战是集成光子电路中性能优越的功能组件。在这项工作中,基于多中性轴机械设计和单片集成技术,设计和制造了这种电路的几个基本柔性无源器件。波导的传播损耗计算为 4.2 dB/cm。此外,我们展示了用于 1.55 µ m 的微环谐振器、波导交叉、多模干涉仪 (MMI) 和马赫-曾德尔干涉仪 (MZI),它们都表现出优异的光学和机械性能。这些结果代表着向进一步探索完整的柔性光子集成电路迈出了重要一步。
摘要:柔性集成光子学是一项快速兴起的技术,在柔性光互连、共形多路复用传感、健康监测和生物技术领域有着广泛的应用前景。开发机械柔性集成光子学的一大挑战是集成光子电路中性能优越的功能组件。在这项工作中,基于多中性轴机械设计和单片集成技术,设计和制造了这种电路的几个基本柔性无源器件。波导的传播损耗计算为 4.2 dB/cm。此外,我们展示了用于 1.55 µ m 的微环谐振器、波导交叉、多模干涉仪 (MMI) 和马赫-曾德尔干涉仪 (MZI),它们都表现出优异的光学和机械性能。这些结果代表着向进一步探索完整的柔性光子集成电路迈出了重要一步。
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在开发用于耐热和抗蠕变合金的线材+电弧增材制造 (WAAM) 工艺时,结构由镍基高温合金 Inconel 718 (IN718) 和 Inconel 625 (IN625) 构建。在本文中,使用等离子转移电弧工艺在这两种高温合金中沉积壁结构。在光学和 SEM 下分析微观结构;两种合金均显示出具有长柱状晶粒的典型树枝状结构,合金之间差异不大。研究结果表明,结构包括合金元素的明显偏析,具有潜在的金属间相,例如合金中还发现了 Laves 相和 δ 相,这表明 Nb 和 Mo 在晶界和树枝状区域偏析明显更多。这些合金还经过了室温机械测试,此外,IN625 样品在固溶和时效处理后进行了测试。硬度测量表明,与固溶状态下的锻造合金相比,WAAM 工艺通常可使材料硬度增加约 10%。与沉积状态相比,IN625 的热处理样品硬度增加了约 6%。IN625 的伸长率显示出更大的值。总体而言,IN718 的强度高于 IN625,而伸长率较低。对两种合金及其文献中所述的最大 UTS 和 YS 值进行比较后发现,WAAM 制造的 IN718 和 IN625 在沉积状态下可达到最大 UTS 的一半多一点,无需后处理。在 IN625 中测试的热处理工艺略微缩小了 UTS 性能的差距 3.5%。
1 圣地亚哥州立大学机械工程系,5500 Campanile Drive,圣地亚哥,CA 92182,美国 2 武汉大学技术科学研究所,武汉 430072,中国 3 亚利桑那州立大学物质、运输与能源工程学院,551 E Tyler Mall,坦佩,AZ 85281,美国 4 南加州大学生物医学工程系,1042 Downey Way,洛杉矶,CA 90089,美国 5 南加州大学 Epstein 工业与系统工程系,3715 McClintock Ave,洛杉矶,CA 90089,美国 6 ShadeCraft Robotics Inc.,帕萨迪纳,CA 91105,美国 7 南加州大学化学工程与材料科学系,925 Bloom Walk,洛杉矶,加利福尼亚州 90089,美国 8 南加州大学航空航天与机械工程系,美国加利福尼亚州洛杉矶 90089 9 武汉大学物理科学与技术学院,武汉 430072 10 Sonny Astani 南加州大学土木与环境工程系,美国加利福尼亚州洛杉矶 90089