低阻硅TSV高温工艺中的热力学分析

针对低阻硅TSV热力学研究的空白做出了相应的仿真分析.首先介绍了低阻硅TSV转接层的加工工艺,接着基于实验尺寸,在350℃工艺温度下,模拟了低阻硅TSV的涨出高度及应力分布.不同于铜基TSV,低阻硅TSV的涨出区域主要集中在聚合物绝缘层的上方.为了减小低阻硅TSV的涨出高度及热应力,分别对工艺温度、表面SiO₂厚度、低阻硅TSV的直径、高度、间距和BCB绝缘层厚度进行了变参分析.结果表明,减小BCB绝缘层的厚度及高度以及增加表面SiO₂厚度是抑制低阻硅TSV膨胀高度及减小热应力的有效方法.      

低阻硅TSV与铜TSV的热力学变参分析

硅通孔（through-silicon-via,TSV）是三维集成技术中的关键器件.本文对低阻硅TSV与铜TSV的热力学特性随各项参数的变化进行了比较.基于基准尺寸,比较了低阻硅TSV和铜TSV在350℃的工作温度下,最大von Mises应力和最大凸起高度之间的不同.基于这两种结构,分别对TSV的直径、高度、间距进行了变参分析,比较了不同参数下,两种TSV的热力学特性.结果表明,低阻硅TSV具有更好的热力学特性.      

2.5D集成电路中低阻硅通孔的电学性能研究

2.5D集成技术（转接层技术）可以实现不同芯片间的异质集成,基于低阻硅通孔（TSV）的转接层利用了低阻硅的良好导电性,可以代替铜基硅通孔,具有工艺简单、成本低廉的优点.本文对低阻硅通孔进行了电磁学仿真,在1 GHz时,回波损耗S₁₁为-24.7 dB,插入损耗S₂₁为-0.52 dB基本满足传输线的要求.提出了等效电路模型,与电磁仿真结果对比,具有较好的一致性,可以实现在0.1~10 GHz带宽内的应用.最后对低阻硅通孔进行了TDT/TDR及眼图仿真,结果表明虽然低阻硅通孔的电阻对压降有较大影响,但是寄生电容的影响相对较小.      

先进封装中硅通孔(TSV)铜互连电镀研究进展

随着摩尔定律接近极限,超摩尔定律的2.5D/3D封装登上历史舞台。硅通孔（through silicon via,TSV）是实现多维封装纵向互连的关键技术,也是目前高端电子制造领域的重要代表之一。概述了TSV铜互连的关键技术,包括铜电镀液、电镀工艺和研究方法。认为TSV电镀铜技术难点在于无缺陷填充,而添加剂是实现无缺陷填充的关键组分。归纳了TSV电镀铜的加速剂、抑制剂以及整平剂等多种添加剂,指出随着TSV深宽比的不断提高,对电镀工艺提出了更高的要求。介绍了仿真计算、电化学测试等电镀液添加剂作用机理的研究手段。随着研究手段的不断升级,对添加剂作用机理研究更加深入透彻,确保了高深宽比TSV镀铜的无缺陷填充,进一步促进了先进封装的发展。     

膜厚与硅含量对硅基铜膜的电导率和残余应力的影响

与铝相比铜膜具有电导率高,抗电迁移能力大而代替铝膜作为集成电路的内连线和地线,其残余应力和电导率是两个重要的参数．本文对硅片上铜膜的残余应力和电导率进行了研究．结果表明,膜中的残余应力随膜厚的增加而增加;硅含量越多,残余应力越小;电导率随膜厚的增加而增加直到趋于最大值;硅含量越大,其导电率越小．     

Cu-Ni-Cl-H2O体系除铜热力学分析

结合已有的热力学数据,对镍阳极液的Cu-Ni-Cl- H2O体系进行热力学平衡计算.计算出pH=2.5时,该体系中Cu2+、Ni2+及其配位络合物离子的平衡常数.绘制出298.15 K时Cu-Ni-Cl-H2O体系中lg c(Me)-c(Cl)T的关系图.结果表明:采用置换沉积的方法可以成功将Cu-Ni-Cl-H2O体...     

珠江口盆地西部新近系海相低阻轻质油田的发现

以文昌L低阻轻质油田的发现为背景,对其发现过程、油藏特征及成藏模式进行了研究,着重讨论了油-岩对比、浅海相储层新类型、油气输导体系与运聚优势方向、新技术等几个关键问题。研究表明,文昌组浅湖相烃源岩的排油、运油效率高,能够大规模长距离运移;珠江组一段上部发育浅海滩坝储层新类型;盆倾断裂与区域性优质海相储盖组合构成了油气输导体系;东沙构造运动导致的断裂体系构建了深层油气与上部浅海滩坝储层间的桥梁。论文还提出了“垂向运聚、次生构造-岩性”油气成藏模式,并就勘探得到的启示进行了探讨。     

低硅高铁烧结矿矿物组成及显微结构特征

采用X射线衍射、光学显微镜和扫描电镜对五种试样烧结矿进行了研究,提出了以冀东地区铁精粉为主要原料的低硅高铁烧结矿的矿物组成和显微结构特征.研究发现,其矿物组成主要有磁铁矿、赤铁矿、铁酸钙和少量硅酸二钙、玻璃质,其中磁铁矿多呈他形,结晶粒度细小,赤铁矿主要以自形晶和少量的他形晶存在,铁酸钙多以柱状和针状形态存在.显微结构主要为交织结构和交织熔蚀结构,其中交织结构的冶金性能好,交织熔蚀结构冶金性能较差.在低硅条件下,以冀东型铁精粉为主要烧结原料的烧结矿的适宜碱度为2.2.     

低硅高铁烧结矿矿物组成及显微结构特征

采用X射线衍射、光学显微镜和扫描电镜对五种试样烧结矿进行了研究,提出了以冀东地区铁精粉为主要原料的低硅高铁烧结矿的矿物组成和显微结构特征。研究发现,其矿物组成主要有磁铁矿、赤铁矿、铁酸钙和少量硅酸二钙、玻璃质,其中磁铁矿多呈他形,结晶粒度细小,赤铁矿主要以自形晶和少量的他形晶存在,铁酸钙多以柱状和针状形态存在。显微结构主要为交织结构和交织熔蚀结构,其中交织结构的冶金性能好,交织熔蚀结构冶金性能较差。在低硅条件下,以冀东型铁精粉为主要烧结原料的烧结矿的适宜碱度为2.2。     

文安斜坡低阻油层成因分析

以华北油田文安斜坡为研究对象,以岩心实验资料分析为前提,在充分认识岩石学特征、地层水变化特征、孔隙结构特征的基础上,研究分析了该区块的低阻成因机理,总结了其低阻油层形成的原因,为进一步完善该区块低阻油层评价方法和提高解释符合率奠定了良好的基础.     

盘式制动器热-机耦合渐变可靠性灵敏度分析

为了解决盘式制动器由于摩擦温度过高而导致可靠性降低的问题,以某种汽车的通风盘式制动器为例,进行了热-机耦合渐变可靠性灵敏度分析.利用Workbench的“Coupled Field Transient”模块进行热-机耦合分析,得到了在紧急制动工况下制动器瞬态温度场分布,然后通过与实验结果对比分析,确定有限元模型的准确性.根据制动器最高温度不能超过许用温度的关系推测,利用自适应Kriging代理模型理论建立制动器热-机耦合可靠性功能函数模型.采用自适应Kriging-Monte Carlo 模拟 (adaptive Kriging-Monte Carlo simulation, AK-MCS)方法进行热-机耦合渐变可靠性灵敏度分析,确定设计参数对可靠性的影响程度,并用Monte Carlo法进行结果的验证.结果表明:制动盘单侧厚度对可靠性的影响最为明显,制动盘的导热系数、比热容和散热加强筋厚度次之,制动盘密度影响最小.     

基于热分析的齿轮模态及共振可靠性灵敏度研究

为了研究温度对齿轮结构模态的影响及程度,在齿轮热-结构耦合分析的基础上对齿轮进行了模态分析,将不同工作条件下模态分析结果进行比较,分析温度场对齿轮模态的影响;在考虑温度场这一因素下采用概率设计方法的MonteCarlo模拟法对齿轮进行共振可靠性灵敏度分析.结果表明:由温度变化所引起材料力学性能的变化对各阶固有频率影响的程度不同,由热应力引起的固有频率变化小于由材料力学性能变化引起的固有频率变化;各随机变量中齿轮的模数对共振可靠性的影响最大,分析结果更符合实际工况,为齿轮可靠性设计开辟了新思路.     

机械产品的可靠性设计与试验

归纳了机械产品可靠性的特点和可靠性设计应遵循的原则,以一个例子比较和分析了机械零件的传统设计与可靠性设计的特点,介绍了机械产品的可靠性试验和分析的方法．     

机械传动系统可靠性设计模型(Ⅲ)——以单级圆柱齿轮减速器为例

在建立了机械传动系统可靠性设计模型后,介绍了相关变量的处理方法·在此基础上以单级圆柱齿轮减速器为例,考虑影响减速器工作的各种随机因素,进行可靠性优化设计·以变量独立变换理论为基础建立可靠性设计的目标函数,通过独立变换,把各个零件间相关的强度转化为相互独立的变量,保证了计算的正确性和准确性;再确定各种约束条件,采用外点罚函数法求解·利用外点罚函数法不限制初始点的优点,通过优化得到很好的结果·最后,通过蒙特卡罗法验证本方法的可靠性和准确性,可知本方法与蒙特卡罗法的结果大致接近·     

机械传动系统可靠性设计模型(Ⅰ)——考虑应力相关性的设计

以齿轮减速器为例,分析了典型机械传动系统的各组成元素·采用FMEA方法,依照各元素对系统可靠性影响的大小,对系统进行可靠性设计时的组成进行了简化,建立了减速器系统可靠性计算模型串联系统模型·根据条件概率理论,建立了系统元素间失效完全相关的判据并给出实用表达式·在此基础上,针对系统中各零件在同一个力源作用下的事实,给出了机械传动系统可靠性设计考虑应力相关性的设计模型和计算方法,得到的模型和方法可推广应用到其他机械传动系统可靠性设计计算中·     

机械传动系统可靠性设计模型(Ⅱ)——考虑强度相关性的设计

在研究了考虑应力相关时机械传动系统可靠性设计模型的基础上,进一步考虑强度相关的可靠性设计,即同一零件的强度功能函数间存在包含关系,可将其可靠度计算模型简化;如不存在包含,但具有相关性时,可进行相关变量的独立变换·在此基础上给出机械传动系统可靠性设计同时考虑应力、强度相关的设计模型和计算方法,该方法可用于其他机械传动系统可靠性的计算中·     

BCB介质层同轴TSV的热力学仿真分析

穿透硅通孔（through silicon via,TSV）的热机械可靠性问题已经成为制约TSV市场化应用的重要因素.本文对BCB介质层同轴TSV的热力学特性进行了研究分析,同时对其几何参数（SiO₂绝缘层厚度、屏蔽环厚度、TSV间距、中心信号线半径）进行了变参分析,为降低热应力提供指导意见.结果表明,在阻抗匹配的前提下,通过增加SiO₂绝缘层厚度、减小屏蔽环厚度能够有效降低同轴TSV的诱导热应力;相比之下中心信号线半径和TSV间距的变化对其影响可忽略不计.      

疲劳应力与疲劳可靠度计算模型

指出疲劳应力的两类影响因素——横向和纵向因素,以区分疲劳应力的两类分布——横向分布和纵向分布。在不同影响因素作用下应采用不同的可靠度计算模型。提出了Miner定理-干涉模型综合法,该法可计算两类影响因素同时存在时的疲劳可靠度。