[1] P. Dreher、R. Schmidt、A. Vetter、J. Hepp、A. Karl 和 CJ Brabec,《银烧结芯片粘接层缺陷无损成像——包括 X 射线、扫描声学显微镜和热成像的比较研究》,《微电子可靠性》,第 88-90 卷,5 月号,第 365-370 页,2018 年,doi:10.1016/j.microrel.2018.07.121。[2] H. Yu,《用于材料评估的扫描声学显微镜》,《Appl Microsc》,第 50 卷,5 月号,第 365-370 页,doi:10.1016/j.microrel.2018.07.121。 1,2020 年,doi:10.1186/s42649- -0 020 0045 4。- [3] YC Jang、HE Kim、A. Schuck 和 YS Kim,“开发功率 MOSFET 加速温度循环的非破坏性验证方法”,微电子可靠性,第 128 卷,2022 年 1 月,doi:10.1016/j.microrel.2021.114442。[4] M. Kobayashi、K. Sakai、K. Sumikawa 和 O. Kikuchi,“信号
以硝酸锌、硝酸铕和尿素为燃料,采用燃烧反应合成了浓度为0.05和0.10 mols的Eu掺杂ZnO半导体基质。为了分析铕浓度和烧结对ZnO结构、带隙、磁性和形貌的影响,将样品在1100°C下烧结30分钟,并通过X射线衍射、紫外和可见光谱、振动样品磁强计和扫描电子显微镜对烧结前后进行分析。从所得结果发现,形成了半导体相ZnO和第二相(Eu2O3)。观察到烧结前后样品的带隙值在半导体范围内,并且在室温下表现出铁磁性。关键词:稀磁半导体,燃烧反应,氧化锌,铕。
目的:在工业 4.0 发展现阶段发挥关键作用的技术中,传统粉末工程技术非常重要。在全面文献综述的基础上,描述了使用金属、合金和陶瓷粉末的传统技术。指出了其中最广泛的发展前景。设计/方法/方法:对传统粉末工程技术进行了广泛的文献研究。通过使用知识工程方法,指出了各个技术的发展前景。结果:除了介绍传统的烧结技术方法外,还介绍了占烧结产品商业价值 90% 的固态和液相烧结中的烧结机理。原创性/价值:根据增强的整体工业 4.0 模型,许多材料加工技术,其中包括传统粉末工程技术,在当前工业发展中发挥着关键作用。因此,根据现有文献资料对这些技术进行了详细描述。关键词:粉末工程、传统粉末制造方法、粉末冶金、液相和固态烧结、粉末产品制造、整体增强型工业 4.0 模型对本文的引用应以以下方式给出:LA Dobrzański、LB Dobrzański、AD Dobrzańska-Danikiewicz,工业 4.0 阶段使用金属、合金和陶瓷粉末的传统技术概述,材料与制造工程成就杂志 98/2 (2020) 56-85。DOI:https://doi.org/10.5604/01.3001.0014.1481
基于可用的GAAS,GAN或SIC半导体,对高功率电子设备的需求不断增长,能够在超过200°C的温度下连续运行[1-3]。这需要芯片到基底组装技术的必要变化以及对替代组装基板的研究。在如此高的连续操作温度下,不能使用SAC焊料和层压板底物。SAC焊料连续操作的限制是在150°C左右的温度,而不是最佳导热率:低于50 W/MK。在底物方面,正在研究带有Cu,Ag,Au或Ni安装金属化的陶瓷底物。这些要求在过去十年[4-7]中对其他组装技术(例如基于Ag糊的烧结或滑动(固体液体互化)技术)的兴趣日益增长[4-7]。基于糊状的烧结技术正在变得重要。通过正确调整温度和烧结时间以及接触压力,具有非常好的粘附,导热率和可靠性的接触压力。经典的烧结过程可以在200°C至300°C的温度下进行,范围从10 MPa到40 MPa。键合过程的参数取决于糊剂中Ag粉末粒的大小和形状,添加剂以防止结块和使用的溶剂[8]。
莫来石 ( 3Al 2 O 3 ·2SiO 2 ) 在自然界中并不大量存在,必须人工合成。它具有许多适合高温应用的特性。莫来石的热膨胀系数非常小(因此具有良好的抗热震性)并且在高温下具有抗蠕变性。最重要的是,它不易与熔融玻璃或熔融金属渣发生反应,并且在腐蚀性炉内气氛中稳定。因此,它被用作炼铁、炼钢和玻璃工业中的炉衬和其他耐火材料。生产莫来石有两种商业方法:烧结和熔合。烧结莫来石可从蓝晶石(一种在变质岩中发现的天然矿物)、铝土矿和高岭土的混合物中获得。该混合物在高达 1600 0 C 的温度下烧结。烧结质量包含 (85–90%) 莫来石,其余主要为玻璃和方石英。将适量的氧化铝和高岭土在约 1750 0 C 的电弧炉中熔合在一起,可以制成纯度更高的莫来石。熔合产品含有 (>95%) 莫来石,其余部分为氧化铝和玻璃的混合物。
国际期刊:1. A. Sahu、RS Maurya、LK Singh、T. Laha,分析铣削和烧结参数对 Al 86 Ni 8 Y 6 和 Al 86 Ni 6 Y 4.5 Co 2 La 1.5 非晶带晶相演变和力学性能的影响,https://doi.org/10.1007/s40195-021-01341-y。2. A. Sahu、RS Maurya、S. Dinda、T. Laha,Al 86 Ni 8 Y 6 和 Al 86 Ni 6 Y 4.5 Co 2 La 1.5 放电等离子烧结块体非晶复合材料的相演变相关纳米力学性能,冶金和材料学报 A 51A (2020) 5110-5119。 3. RS Maurya、A. Sahu、T. Laha,通过机械合金化和放电等离子烧结合成的 Al 86 Ni 8 Y 6 非玻璃合金的纳米压痕研究,国际材料研究杂志 111 (2020) 1-8。4. A. Sahu、RS Maurya、T. Laha,通过放电等离子烧结固结的 Al 86 Ni 8 Y 6 和 Al 86 Ni 6 Y 4.5 Co 2 La 1.5 熔纺薄带、研磨薄带颗粒和块体样品的非等温结晶行为,ThermochimicaActa 684 (2020) 1-11。 5. A. Sahu 、RS Maurya、T. Laha,Al 86 Ni 6 Y 4.5 Co 2 La 1.5 机械合金化非晶粉末与熔体快速淬薄带烧结行为的比较研究,先进粉末技术 30 (2019) 691-699。6. A. Sahu 、RS Maurya、T. Laha,烧结温度对机械合金化和放电等离子烧结制备的 Al 86 Ni 6 Y 4.5 Co 2 La 1.5 块体非晶复合材料相演变的影响,自然科学进展:材料国际 29 (2019) 32-40。 7. T. Thomas, C. Zhang, A. Sahu , P. Nautiyal, A. Loganathana, T. Laha, B. Boesl, A. Agarwal, 石墨烯增强对放电等离子烧结制备的 Ti 2 AlC 陶瓷力学性能的影响, 材料科学与工程 A 728 (2018) 45-53。8. A. Loganathan, A. Sahu , C. Rudolf, C. Zhang, S. Rengifo, T. Laha, B. Boesla, A. Agarwal, 冷喷涂 Ti 2 AlC MAX 相涂层的多尺度摩擦学和纳米力学行为, 表面与涂层技术 334 (2018) 384-393。 9. RS Maurya, A. Sahu , T. Laha, 烧结温度对机械合金化 Al 86 Ni 6 Y 6 Co 2 非晶态粉末放电等离子烧结固结过程中相变的影响, 非晶态固体杂志 453 (2016) 1-7。10. RS Maurya, A. Sahu , T. Laha, 机械合金化和连续放电等离子烧结在不同固结压力下合成的铝基块体金属玻璃的微观结构和相分析, 先进材料快报 7 (2016) 187-191。11. RS Maurya, A. Sahu , T. Laha, 通过放电等离子烧结固结机械合金化非晶态粉末合成的 Al 86 Ni 8 Y 6 块体非晶态合金的定量相分析, 材料与设计 93 (2016) 96-103。 12. RS Maurya,A. Sahu,T. Laha,固结压力对机械合金化 Al 86 Ni 8 Y 6 非晶态粉末放电等离子烧结过程中相演变的影响,材料科学与工程 A 649 (2016) 48-56。国际会议:1. A. Sahu,A. Behera,Al-Cu 合金的半固态加工和摩擦学特性,Materials Today:Proceedings 2 (2015) 1175-1182。2. A. Behera、S. Aich、a. Behera、A. Sahu,磁控溅射 Ni/Ti 薄膜的加工和特性及其退火行为以诱导形状记忆效应,Materials today:proceedings 2 (2015) 1183-1192。
摘要 — 平面双面冷却功率模块因其体积小、散热性能好、封装寄生电感低等特点,在电力驱动逆变器中逐渐流行起来。然而,由于功率模块的器件芯片和两个基板之间采用刚性互连,其可靠性仍令人担忧。本文介绍了一种由低温烧结银制成的多孔中介层,以降低模块中的热机械应力。设计、制造并表征了一种由两个 1200 V、149 A SiC MOSFET 组成的双面冷却半桥模块。通过使用烧结银中介层代替实心铜中介层,我们的模拟结果表明,在总功率损耗为 200 W 时,最脆弱界面(中介层附着层)的热机械应力降低了 42%,SiC MOSFET 的热机械应力降低了 50%,而结温仅上升了 3.6%。烧结银中介层可轻松制成所需尺寸,无需后续加工,也无需进行任何表面处理,即可通过银烧结进行芯片粘合和基板互连。多孔中介层在低力或低压力下也可变形,这有助于适应平面模块结构中的芯片厚度和/或基板间间隙变化,从而简化模块制造。对制造的 SiC 模块电气性能的实验结果验证了使用多孔银中介层制造平面双面冷却电源模块的成功性。
摘要:本文重点介绍一种新型铜镍厚膜电阻浆料,该浆料专为实现低欧姆功率电阻而设计和实验开发。这种铜镍浆料设计用于厚印刷铜导体,与传统的钌基厚膜电阻浆料相比,可在氮气保护气氛中烧结。铜镍浆料由铜和镍微粒、玻璃粘合剂颗粒和有机溶剂组合制成,并针对在氮气气氛中烧结进行了优化。本文详细介绍了铜镍浆料的成分及其热性能(通过同步热分析验证)、干燥和烧结铜镍膜的形态描述以及最终印刷电阻的电参数。通过电子显微镜和元素分布分析证明,铜和镍微粒在烧结过程中扩散在一起并形成均匀的铜镍合金膜。该薄膜具有低电阻温度系数 ± 45 × 0 − 6 K − 1 和低薄层电阻值 45 m Ω /square。经验证,配制的铜镍浆料可氮烧,并且与厚印刷铜浆料具有良好的兼容性。这种组合允许实现直接集成低欧姆电阻器的功率基板。
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(> 5 MPa 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可实现最佳性能。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。
然而,溶液处理的 SnO 2 需要在约 (150 – 180 C) 下进行后烧结处理。22,23 因为在无氧环境中对化学计量平衡的胶体 SnO 2 进行退火,在隔氧手套箱中进行后烧结可能会导致 SnO 2 中出现氧空位或缺陷,所以这种烧结处理通常在环境空气中进行,这不可避免地会导致氧气吸附 24,25 在纳米晶体 SnO 2 薄膜上。在退火过程中,这些周围的氧分子从物理吸附转化为化学吸附,通过有效地从 SnO 2 导带中提取本征电子,在表面形成 O 2 。26 因此,在钙钛矿和 SnO 2 界面之间形成了能带弯曲和电子屏障,导致 SnO 2 的电导率显著降低。 27 由于这些吸附的 O2 带负电荷,钙钛矿层中光生电子向 SnO2 的传输会受到更多界面电荷的阻碍