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高性能功率器件封装及其功率循环可靠性研究进展
1
作者 关若飞 贾强 +4 位作者 赵瑾 张宏强 王乙舒 邹贵生 郭福 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期124-136,I0010,共14页
半导体技术的进步使得功率器件面临更高的电压、功率密度和结温,这对功率器件的封装的可靠性提出了更高的要求.如何提高和检测功率器件的可靠性已经成为功率器件发展的重要任务.提升器件封装可靠性主要围绕优化封装结构、改进芯片贴装... 半导体技术的进步使得功率器件面临更高的电压、功率密度和结温,这对功率器件的封装的可靠性提出了更高的要求.如何提高和检测功率器件的可靠性已经成为功率器件发展的重要任务.提升器件封装可靠性主要围绕优化封装结构、改进芯片贴装技术和引线键合技术3个方向研究.功率循环作为最贴近功率器件实际工况的可靠性测试方法,其测试技术、参数监测方法和失效机理得到广泛的研究.对功率器件封装结构、封装技术以及功率循环机理的相关研究进行了综述,总结了近年国内外的提升封装可靠性的方法,并介绍功率循环测试的原理和钎料层、键合线的失效机理,最后对于功率器件封装的未来发展趋势进行了展望. 展开更多
关键词 功率器件 封装结构 功率循环测试 芯片贴装 引线键合
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金属纳米材料低温键合及图形化制备研究进展
2
作者 杜荣葆 邹贵生 +1 位作者 王帅奇 刘磊 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期82-96,I0008,I0009,共17页
利用金属纳米材料的尺寸效应可显著降低连接温度,提高焊点可靠性,以银纳米焊膏为代表的金属纳米低温连接材料在第三代半导体为代表的功率芯片封装中充分验证并量产.面向集成电路的先进封装需要图形化焊点,将功率芯片封装技术转移到先进... 利用金属纳米材料的尺寸效应可显著降低连接温度,提高焊点可靠性,以银纳米焊膏为代表的金属纳米低温连接材料在第三代半导体为代表的功率芯片封装中充分验证并量产.面向集成电路的先进封装需要图形化焊点,将功率芯片封装技术转移到先进封装中,需要同时满足低温键合和图形化键合的要求,极大地增加了技术难度.文中首先剖析了金属纳米材料降低键合温度的基本科学原理,并进一步综述了不同纳米材料低温键合的研究现状,重点总结了可键合纳米材料的图形化方法,为先进封装中细节距、高精度、高效率的图形化低温键合提供技术参考. 展开更多
关键词 先进封装 金属纳米材料 低温键合 图形化
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微连接和纳连接的研究新进展 被引量：50
3
作者 邹贵生 闫剑锋 +2 位作者 母凤文 吴爱萍 Zhou Y.Norman 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期107-112,118,共6页
微连接和纳连接是微/纳级机械、电子和医疗等器件或系统结构制造的关键技术,综述其最新研究进展.针对电子封装,阐述无铅钎料的研制现状和铜引线键合新技术.针对医疗器件和铋系超导带材,分别介绍细丝、薄片连接的典型方法如微电阻焊、微... 微连接和纳连接是微/纳级机械、电子和医疗等器件或系统结构制造的关键技术,综述其最新研究进展.针对电子封装,阐述无铅钎料的研制现状和铜引线键合新技术.针对医疗器件和铋系超导带材,分别介绍细丝、薄片连接的典型方法如微电阻焊、微激光焊和钎焊以及一步法扩散焊.对于碳纳米管,介绍电子束辐照连接、双壁碳纳米管薄膜卷覆法连接及钎焊.对于纳米金属颗粒,介绍飞秒激光辐照实现连接.最后,重点阐述了微-纳米Ag,Ag-Cu,Cu以及Ag2O颗粒膏低温烧结连接及其在电子封装中的可能应用. 展开更多
关键词 微连接 纳连接 医疗器件 电子器件 纳米颗粒
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Ti和Ti/Ni/Ti连接钨与铜及其合金的界面结合机制与接头强度 被引量：11
4
作者 邹贵生 赵文庆 +4 位作者 吴爱萍 张德库 胡乃军 黄庚华 任家烈 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2004年第3期36-42,共7页
采用热 力学模拟试验机Gleeble1500D作加热设备,用Ti片和Ti箔 Ni片 Ti箔复合中间层扩散连接钨与铜及铜合金CuCrZr。结果表明,当用Ti片连接钨与铜,连接温度下Ti与Cu反应但未转化成液相时,则反应层由具有一定脆性的多层化合物组成,接头强... 采用热 力学模拟试验机Gleeble1500D作加热设备,用Ti片和Ti箔 Ni片 Ti箔复合中间层扩散连接钨与铜及铜合金CuCrZr。结果表明,当用Ti片连接钨与铜,连接温度下Ti与Cu反应但未转化成液相时,则反应层由具有一定脆性的多层化合物组成,接头强度偏低;当Ti片通过共晶反应转化成液相且大部分液相被挤出连接区时,接头强度显著提高,最高达220MPa。用Ti Ni Ti复合中间层连接钨与CuCrZr时,结合界面是通过Ti分别与Ni、W及Cu相互扩散并反应生成多层化合物和固溶体而形成的;与Ti片连接钨与铜的接头形成相似,连接过程中Ti箔未转化成液相时接头强度偏低,Ti箔转化成液相时接头强度明显提高。 展开更多
关键词 接头强度 铜及铜合金 过共晶 扩散连接 结合界面 界面结合 反应层 液相 挤出 转化
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Al及其合金作钎料或中间层连接陶瓷—金属 被引量：18
5
作者 邹贵生 任家烈 +2 位作者 吴爱萍 彭真山 曾文军 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期16-18,21,共4页
综述了Al及其一些合金对陶瓷的润湿性,以及用Al及其合金连接陶瓷—金属的各种影响因素。阐述了用Al及其合金连接陶瓷-金属要解决的主要问题是预防连接过程中Al的氧化和如何提高接头的高温性能。
关键词 钎焊 扩散焊 陶瓷-金属连接 铝 铝合金 钎料
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Ti/Ni/Ti复合层TLP扩散连接Si_3N_4陶瓷与接头质量控制 被引量：9
6
作者 邹贵生 吴爱萍 +2 位作者 任家烈 李盛 任维佳 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2001年第1期18-22,共5页
研究了Ti/Ni/Ti复合层TLP扩散连接Si3 N4 陶瓷。结果表明 ,Ni Ti过渡液相存在时间短 ,在此期间形成的界面结合强度低 ;必须进一步固态扩散反应才能形成高强度接头 ,相应的接头显微结构为 :Si3 N4 /TiN/Ti5Si3+Ti5Si4 +Ni3 Si/NiTi/Ni3 T... 研究了Ti/Ni/Ti复合层TLP扩散连接Si3 N4 陶瓷。结果表明 ,Ni Ti过渡液相存在时间短 ,在此期间形成的界面结合强度低 ;必须进一步固态扩散反应才能形成高强度接头 ,相应的接头显微结构为 :Si3 N4 /TiN/Ti5Si3+Ti5Si4 +Ni3 Si/NiTi/Ni3 Ti/Ni。连接时间、连接温度、连接压力及Ti和Ni的厚度影响接头组织和强度 ,其最佳值为 6 0min ,10 5 0℃、2 .5MPa、2 0 μm和 40 0 μm ,所得接头室温和 80 0℃剪切强度分别为 142MPa和 6 1MPa。 展开更多
关键词 TLP扩散连接 高温强度 氧化硅陶瓷 接头 钎焊 钛镍复合层 质量控制
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耐高温陶瓷-金属连接研究的现状及发展 被引量：13
7
作者 邹贵生 吴爱萍 +1 位作者 任家烈 彭真山 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期330-333,共4页
为获得耐高温陶瓷—金属接头，目前主要采用钎焊、扩散焊和过渡液相扩散连接。概述了用于这３种方法的主要连接材料及其设计原则，以及相应的连接工艺，并指出存在的主要问题，阐述了获得耐高温陶瓷—金属接头的新工艺及发展方向。
关键词 耐高温陶瓷 金属 钎焊 扩散焊 连接
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Al/Ti/Al复合层原位生成金属间化合物连接陶瓷 被引量：8
8
作者 邹贵生 吴爱萍 +3 位作者 任家烈 杨俊 梁陈剑 李晓宁 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第12期981-985,共5页
用Al/Ti/Al复合层作连接材料,通过连接温度下原位生成金属间化合物真空连接Si3N4陶瓷。研究了Al与Ti的厚度匹配和工艺参数对接头显微组织及其强度的影响和接头的形成过程。结果表明:当原位生成的连接层金属组织为Al3Ti/Ti/Al3Ti时,由于... 用Al/Ti/Al复合层作连接材料,通过连接温度下原位生成金属间化合物真空连接Si3N4陶瓷。研究了Al与Ti的厚度匹配和工艺参数对接头显微组织及其强度的影响和接头的形成过程。结果表明:当原位生成的连接层金属组织为Al3Ti/Ti/Al3Ti时,由于纯金属间化合物Al3Ti脆性大,且其与剩余Ti片的结合强度低,陶瓷接头强度低;当连接层金属组织为大量Al3Ti颗粒加少量Al基固溶体时,连接层金属能获得良好的强化效果,与用纯Al连接的接头相比,接头室温和高温强度显著提高。Al与Ti的厚度匹配和连接参数适当时,接头室温和600℃剪切强度可分别达到89.4MPa和29.7MPa。 展开更多
关键词 陶瓷 Al/Ti/Al复合层 金属间化合物 过渡液相扩散连接 高温强度
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Ti_2AlNb相合金Ti-22Al-25Nb的TLP扩散连接 被引量：9
9
作者 邹贵生 白海林 +3 位作者 谢二虎 吴爱萍 王庆 任家烈 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2181-2185,共5页
以Ti-15Cu-15Ni合金薄带作中间层,用Gleeble1500D热-力学模拟试验机对Ti2AlNb相合金Ti-22Al-25Nb进行TLP扩散连接。研究了连接参数对接头组织演变、元素分布、接头强度及其断裂特征的影响。结果表明,接头形成过程由5个阶段组成,Nb是接... 以Ti-15Cu-15Ni合金薄带作中间层,用Gleeble1500D热-力学模拟试验机对Ti2AlNb相合金Ti-22Al-25Nb进行TLP扩散连接。研究了连接参数对接头组织演变、元素分布、接头强度及其断裂特征的影响。结果表明,接头形成过程由5个阶段组成,Nb是接头成分均匀化的扩散主控元素。适当延长保温时间和适当提高连接温度有利于获得组织与成分均匀的高强接头。保温结束后接头快速冷却时,其连接区室温组织为B2相;而采用慢冷工艺有利于促进高温β相的相变从而改善连接区组织,室温组织为B2相基体和少量α2、O相。连接温度和保温时间分别为990℃和90min且采用慢冷工艺时,接头的室温和650℃抗拉伸强度分别为1041MPa和659MPa,分别达到原始母材强度的95%和81%,明显高于采用快冷工艺的接头强度。 展开更多
关键词 Ti2AlNb相合金 TLP扩散连接 显微组织
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连接压力在Ti/Ni/Ti复合层TLP扩散连接Si_3N_4陶瓷中的作用机制 被引量：9
10
作者 邹贵生 吴爱萍 +2 位作者 任家烈 任维佳 李盛 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2000年第5期76-80,共5页
研究了Ti/Ni/Ti复合层TLP扩散连接Si3N4 陶瓷时压力对接头形成的作用机制。结果表明 ,TLP来不及与陶瓷发生充分反应并形成高强度结合界面就已完全凝固 ,为形成高强度的结合界面 ,必须进一步发生固态扩散反应。只有当连接过程中施加足够... 研究了Ti/Ni/Ti复合层TLP扩散连接Si3N4 陶瓷时压力对接头形成的作用机制。结果表明 ,TLP来不及与陶瓷发生充分反应并形成高强度结合界面就已完全凝固 ,为形成高强度的结合界面 ,必须进一步发生固态扩散反应。只有当连接过程中施加足够的压力 ,才能保证TLP在其存在期间充分铺展陶瓷 ,并在TLP完全凝固后形成大量扩散通道 ,为固态扩散反应提供必要条件。 展开更多
关键词 压力 TLP扩散连接 SI3N4陶瓷 Ti/Ni/Ti复合层
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Ag-Cu-Ti活性钎料真空钎焊钨、石墨与铜的研究 被引量：22
11
作者 邹贵生 吴爱萍 +3 位作者 高守传 杨俊 李晓宁 任家烈 《新技术新工艺》 北大核心 2002年第6期40-42,共3页
研究了 Ag- Cu- Ti活性钎料高真空钎焊钨与铜和石墨与铜。结果表明 ,钎焊钨与铜时可获得接近母材铜强度的接头 ,剪切断裂发生在铜与 Ag- Cu- Ti之间的扩散层中 ;钎焊石墨与铜时接头最大强度为 3 2 MPa,剪切断裂主要发生在近石墨与钎缝... 研究了 Ag- Cu- Ti活性钎料高真空钎焊钨与铜和石墨与铜。结果表明 ,钎焊钨与铜时可获得接近母材铜强度的接头 ,剪切断裂发生在铜与 Ag- Cu- Ti之间的扩散层中 ;钎焊石墨与铜时接头最大强度为 3 2 MPa,剪切断裂主要发生在近石墨与钎缝金属界面的石墨中。高强度结合界面是通过活性元素 展开更多
关键词 钨 石墨 铜 真空钎焊 活性钎料
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O相合金Ti-22Al-25Nb固态扩散连接 被引量：17
12
作者 邹贵生 白海林 +4 位作者 谢二虎 吴树甲 吴爱萍 王庆 任家烈 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期577-582,共6页
用热-力学模拟试验机Gleeble 1500D进行O相合金Ti-22Al-25Nb的固态扩散连接。结果表明:当连接温度和连接压强分别不低于970℃和7 MPa以及保温时间不短于30 min时,能获得界面结合致密的接头;当连接温度高于1 000℃时,B2基体相明显粗化,且... 用热-力学模拟试验机Gleeble 1500D进行O相合金Ti-22Al-25Nb的固态扩散连接。结果表明:当连接温度和连接压强分别不低于970℃和7 MPa以及保温时间不短于30 min时,能获得界面结合致密的接头;当连接温度高于1 000℃时,B2基体相明显粗化,且O相明显减少;当连接温度、压强和保温时间分别为1 020℃、7 MPa和30 min时,接头室温和650℃的拉伸强度分别为925 MPa和654 MPa;当连接温度不高于1 000℃的接头,拉伸断裂大部分发生在结合界面;当连接温度高于1 000℃时,则断裂主要发生在近界面母材中。 展开更多
关键词 D相合金:扩散连接:界面结合 接头强度
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Ti_3Al基合金及其与异种材料的连接研究现状 被引量：5
13
作者 邹贵生 白海林 +2 位作者 谢二虎 宁立芹 梁德彬 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期1-5,67,共6页
文摘综述了耐高温轻质结构材料Ti3Al基合金及其与异种材料的连接研究现状,阐述了熔焊、钎焊、扩散焊、TLP扩散连接等主要连接方法的优缺点,指出了实用化研究方向。
关键词 TI3AL基合金 连接 接头组织 力学性能
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降低陶瓷与陶瓷或金属连接温度的技术 被引量：3
14
作者 邹贵生 杨俊 +2 位作者 吴爱萍 巫世杰 顾兆旃 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2002年第6期1-5,13,共6页
为降低陶瓷与陶瓷或金属的连接温度 ,目前采用的连接方法有过渡液相扩散连接、半固态连接、机械连接、粘接、铟封和陶瓷表面低温改性后低温钎焊等。本文从上述连接方法的原理设计、连接材料设计与制备、接头性能及各自的优缺点等方面综... 为降低陶瓷与陶瓷或金属的连接温度 ,目前采用的连接方法有过渡液相扩散连接、半固态连接、机械连接、粘接、铟封和陶瓷表面低温改性后低温钎焊等。本文从上述连接方法的原理设计、连接材料设计与制备、接头性能及各自的优缺点等方面综述了陶瓷与陶瓷或金属低温连接研究的现状。 展开更多
关键词 金属 连接温度 陶瓷 低温连接 过渡液相扩散连接 半固态连接 表面改性
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Bi-Sr-Ca-Cu-O高温超导材料的连接技术 被引量：3
15
作者 邹贵生 吴爱萍 +7 位作者 胡乃军 白海林 王延军 任家烈 宋秀华 易汉平 宗军 史锴 《金属热处理》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1-9,共9页
B i-Sr-Ca-Cu-O(BSCCO)高温超导材料在电力工程中拥有广阔的应用前景。本文全面概述了国内外研究B i系高温超导材料连接技术的现状和不足,重点介绍了BSCCO带材常规冷压成形后再高温反应退火的扩散焊连接技术,另外,阐述了近几年采用高温... B i-Sr-Ca-Cu-O(BSCCO)高温超导材料在电力工程中拥有广阔的应用前景。本文全面概述了国内外研究B i系高温超导材料连接技术的现状和不足,重点介绍了BSCCO带材常规冷压成形后再高温反应退火的扩散焊连接技术,另外,阐述了近几年采用高温加压直接扩散连接的最新研究成果。 展开更多
关键词 Bi-Sr-Ca-Cu-O(BSCCO)高温超导材料 软钎焊 扩散连接 高温加压扩散连接
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用Al-Ti合金加压钎焊Si_3N_4陶瓷及接头高温性能 被引量：2
16
作者 邹贵生 吴爱萍 +1 位作者 任家烈 彭真山 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 1999年第2期48-53,共6页
用Ａｌ－３ｗｔ％Ｔｉ合金真空加压钎焊Ｓｉ３Ｎ４陶瓷，研究了压力对钎缝组织与接头性能的影响。结果表明，如果填充金属钎焊时处于固液双相区，施加压力既能减小钎缝宽度，又能改善钎缝金属组织，使接头强度得到提高；加压可以作为一... 用Ａｌ－３ｗｔ％Ｔｉ合金真空加压钎焊Ｓｉ３Ｎ４陶瓷，研究了压力对钎缝组织与接头性能的影响。结果表明，如果填充金属钎焊时处于固液双相区，施加压力既能减小钎缝宽度，又能改善钎缝金属组织，使接头强度得到提高；加压可以作为一种改性钎缝金属的方式。含大量Ａｌ３Ｔｉ的Ａｌ－３ｗｔ％Ｔｉ钎焊接头与用纯Ａｌ钎焊的接头相比，其高温性能得到明显改善，前者６００℃时的剪切强度为２９ＭＰａ，而后者只有４．５ＭＰａ。 展开更多
关键词 加压 钎焊 陶瓷 高温性能 铝基合金 焊接头
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用Al-Zr和Al-V合金加压钎焊Si_3N_4陶瓷 被引量：5
17
作者 邹贵生 吴爱萍 +1 位作者 任家烈 彭真山 《焊接技术》 北大核心 2000年第2期1-2,共2页
用Al 4%Zr和Al 5 %V合金真空加压钎焊Si3N4陶瓷 ,研究了压力对钎缝金属与接头强度的影响。结果表明 ,如果填充金属钎焊时处于固液双相区 ,适当加压既能减小钎缝宽度 ,又能改善钎缝组织 ,接头强度得到提高 ,但压力过大会影响陶瓷 /钎缝... 用Al 4%Zr和Al 5 %V合金真空加压钎焊Si3N4陶瓷 ,研究了压力对钎缝金属与接头强度的影响。结果表明 ,如果填充金属钎焊时处于固液双相区 ,适当加压既能减小钎缝宽度 ,又能改善钎缝组织 ,接头强度得到提高 ,但压力过大会影响陶瓷 /钎缝金属界面结合 ,降低接头强度。钎缝中含大量Al3Zr或Al3V和Al6V的接头与用纯Al钎焊的接头相比 ,其高温性能得到明显改善。 展开更多
关键词 加压钎焊 氮化硅陶瓷 铝锆金合 铝钡合金
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耐高温陶瓷接头的合金化——用A1/Ti/A1复合层连接Si_3N_4陶瓷 被引量：4
18
作者 邹贵生 吴爱萍 +1 位作者 任家烈 彭真山 《新技术新工艺》 北大核心 2000年第1期22-24,共3页
用A1/Ti/A1复合层真空连接Si3N4陶瓷,研究了A1与Ti的匹配和工艺参数对接头显微组织及强度的影响。结果表明,当A1与Ti的匹配合理且采用适当的连接工艺时,A1与Si3N4和A1与Ti的相互扩散和反应可分别获得牢固的结合界面和以A13Ti耐高温相为... 用A1/Ti/A1复合层真空连接Si3N4陶瓷,研究了A1与Ti的匹配和工艺参数对接头显微组织及强度的影响。结果表明,当A1与Ti的匹配合理且采用适当的连接工艺时,A1与Si3N4和A1与Ti的相互扩散和反应可分别获得牢固的结合界面和以A13Ti耐高温相为主的焊缝金属,获得性能良好的陶瓷接头;Ti的厚度、连接温度和保温时间直接影响接头强度,当这些参数组合适当时,接头剪切强度在室温及600℃可分别达到89.4MPa和29.4MPa。 展开更多
关键词 复合层 真空连接 陶瓷 高温性能 合金化
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连接参数对Bi系(BSCCO)超导带材扩散连接接头性能的影响 被引量：2
19
作者 邹贵生 胡乃军 +7 位作者 吴爱萍 白海林 任家烈 韩征和 易汉平 宋秀华 宗军 董宁波 《金属热处理》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期1-4,共4页
采用高温直接加压退火工艺扩散连接61芯B i系高温超导带材。研究了835℃连接温度下接头搭接长度、搭接区窗口的台阶数、保温时间对接头结合界面特征及其超导电性的影响。结果表明,连接参数对接头超导电性Ic影响明显,超导电性低的接头其... 采用高温直接加压退火工艺扩散连接61芯B i系高温超导带材。研究了835℃连接温度下接头搭接长度、搭接区窗口的台阶数、保温时间对接头结合界面特征及其超导电性的影响。结果表明,连接参数对接头超导电性Ic影响明显,超导电性低的接头其超导芯结合界面处有未焊合迹象,母材经过835℃扩散连接热循环后超导电性显著降低。 展开更多
关键词 BI系高温超导带材 扩散连接 临界超导电流Ic
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耐高温陶瓷接头的合金化——用Al/Ni/Al复合层连接Si_3N_4陶瓷 被引量：2
20
作者 邹贵生 吴爱萍 +1 位作者 任家烈 彭真山 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期61-63,共3页
用Al/Ni/Al复合层真空连接Si_3N_4陶瓷,研究了Al与Ni的匹配对接头显微组织的影响以及影响接头强度的因素。结果表明,当Al与Ni的匹配合理并采用适当的连接工艺时,Al与Si_3N_4和Al与Ni的互扩散和反应可分别获得牢固的结合界面和以Al_3Ni... 用Al/Ni/Al复合层真空连接Si_3N_4陶瓷,研究了Al与Ni的匹配对接头显微组织的影响以及影响接头强度的因素。结果表明,当Al与Ni的匹配合理并采用适当的连接工艺时,Al与Si_3N_4和Al与Ni的互扩散和反应可分别获得牢固的结合界面和以Al_3Ni耐高温相为主的焊缝金属,获得耐高温的陶瓷接头;Ni的厚度、连接温度及保温时间是影响接头强度的重要参数,它们的最佳值分别为40μm、900℃和60min,对应接头600℃剪切强度为58.7MPa。 展开更多
关键词 真空连接 高温性能 接头合金化 氮化硅陶瓷
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