埋氧层及铝层对SOI／玻璃静电键合的影响

介绍了SOI／Pyrex玻璃静电键合的实验过程和实验现象,利用电流表对静电键合电流进行测量。发现埋氧层厚度越厚,键合电流越小,键合波扩散速度越小。提高键合电压,能有效增大键合电流及加快键合速度。实验也表明玻璃表面溅射铝层对键合产生较大影响。理论分析了产生这些现象的原因,得出埋氧层厚度和键合电压与静电力的关系式。还提出从阳极引一探针电极到SOI器件层,提高玻璃耗尽层与器件层之间电压,实现厚埋氧层SOI片与玻璃键合的方法。     

埋氧层对SOI/玻璃键合的影响及其键合工艺的改进

运用阳极键合技术,对绝缘体上硅(SOI)/玻璃进行阳极键合实验,发现当埋氧层厚度超过500nm时,键合很难成功.分析了SOI埋氧层厚度对耗尽层电压降及键合静电力的影响,得出由于埋氧层的分压作用,耗尽层的压降减小,键合静电力减弱,导致键合失败.通过设计高压直流和高压脉冲两种输出方式的电源系统,提高氧负离子的迁移速率从而提高键合速度.从平板式阳极引一根探针电极到SOI器件层表面,使键合电压直接加在耗尽层上,避免埋氧层厚度对键合的影响,提高键合静电力.实验表明,通过改进的键合设备能实现不同氧化层厚度的SOI片与玻璃间的键合,该设备还适用于其他异质材料间的阳极键合.     

硅-玻璃管阳极键合影响因素及性能研究

摘 要：试验采用阳极键合技术成功实现了硅片与玻璃管的键合,分析了玻璃管长度、温度及电极分别对电流和键合强度的影响。键合过程中电流随着温度升高而增大,但随着玻璃管长度的增加而减小。初始时电流都先迅速增大至峰值电流,然后随着时间的延长而逐渐减小。采用万能材料试验机对试样进行拉伸测试,结果显示键合强度随着玻璃管长度的增加而减小,而随着温度的升高而增大。同条件下,使用凹型电极的硅-玻璃管的强度比使用平行电极得到的强度要高,分析认为：玻璃管长度的增加导致外加电场强度减小和电阻增大,影响离子迁移及界面氧化反应,而凹型电极的使用对键合起到了促进作用。通过SEM扫描分析了硅-玻璃管的键合界面,结果表明键合界面良好。     

基于UV光照射在硅片表面活化的阳极键合工艺研究

为了减少阳极键合试验时Si片和Pyrex玻璃片的键合困难,提高硅片表面活性和键合质量,在阳极键合的表面预处理工艺中引进UV光对硅片的活化并对其工艺参数和效果进行评估。基于阳极键合实验的基本流程,采用对比实验,探究UV光对硅片的照射与否,以及对硅片照射的时间长短对硅片表面的影响,并利用大恒图像系列数字摄像机、单轴拉伸测试仪分别对UV光照射前后硅片的活化效果和键合强度进行了测试与表征。结果表明经过该UV光源适当4 min时间照射的硅片,其表面的亲水键合活化能得到很大提高,可以显著地改善键合片的表面状况。验证了该工艺在阳极键合的预处理方法上的可行性和有效性。     

阳极键合用高分子固体电解质的性能研究

根据微机电系统(MEMS)封装中常用的阳极键合技术的特点,采用机械合金化法制备了高分子固体电解质,用作新的阳极键合材料。采用傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和同步辐射小角X射线技术(SAXS)等手段研究了锂盐加入量对络合成的阳极键合用聚氧乙烯(PEO)LiX的导电性能的影响,进而探讨了高分子固体电解质作为新型封装材料在阳极键合应用中的可行性。结果表明:相对于LiPF6,络合LiClO4更容易增加锂离子的迁移数,能更有效地阻碍高分子固体电解质的结晶,使得无定形区的含量增加;对于制备出的阳极键合用PEO-LiClO4高分子固体电解质材料,随着锂盐含量的增加,PEO与锂盐之间的络合结构变得更松弛,该络合体系的有序性变差,无序度增大,这种结构在静电场作用下更容易破坏,因而电导率更高,键合质量良好。     

铝电解用惰性阳极研究现状

对铝电解用惰性阳极的研究和发展进行了回顾和展望,对已经有的各种阳极材料进行了评述。指出惰性阳极面临的主要问题是阳极材料耐电解质和铝的腐蚀性差。铝电解工业现行使用的碳素阳极存在诸多问题如：消耗大量碳素材料、能量损耗、环境污染等。而使用惰性阳极可在一定程度上解决上述问题。惰性阳极的应用将意味着Hall—Héroult法铝电解技术的一次革命,运用惰性电极可以有益于降低成本(15～20%)、减少能量的消耗并且有利于保护环境。对于环境保护而言,从电解槽中释放出污染环境CO_2、CF_4等气体可以彻底消除。铝电解用惰性阳极材料的研究一直是国际上革新铝冶金技术的重要发展方向。     

铝的冷封闭硫酸阳极氧化膜组成

用超薄切片、透射电镜、扫描电镜、电子能谱和X射线相分析仪分别研究了铝的硫酸阳极着色氧化膜,在冷封闭制度下的微观组成。结果表明,着色阳极氧化膜在冷封闭4min之后,氧化膜的外表面层附近、表面层及深处都存在有封闭材料镍。其相对含量逐步增大至9.244％;着色材料锡在氧化膜深处达到20.420％;氧化时键合的SO_(4)~(2-)在冷封闭时部分被放出,氧化膜深处的S含量从5％降至3％左右。铝的硫酸阳极氧化膜经100min冷封闭,仍为非晶态物质。     

阳极键合用微晶玻璃的组成与析晶性能

以Li2O-A12O3-SiO2(LAS)系统微晶玻璃为研究对象,目的是开发新型微晶玻璃以代替现有的阳极键合用耐热玻璃.采用传统熔体冷却方法,研究以TiO2,ZrO2和P2O5为晶核剂,以Sb2O3为澄清剂,以含Na2O,MgO,ZnO的Li2O-A12O3-SiO2系微晶玻璃为基础组成,采用二步法热处理制度制备出符合阳极键合要求的微晶玻璃材料.利用X射线衍射分析(XRD)、扫描电子显微分析(SEM)等测试技术对微晶玻璃的晶相和显微结构进行了测试与分析.结果表明,微晶玻璃的主晶相为β-锂辉石或β-石英固溶体,热膨胀系数为(20.207～31.113)×10-7℃-1.     

海水温度对牺牲阳极性能的影响

在较高温度的海水中，铝、锌合金牺牲阳极的电化学性能均有不同程度的降低，以及孔蚀等的发生，但仍能满足该温度范围内的使用要求。本研究通过冶金的方法，在Al-Zn-In系牺牲阳极的基础上，加入Si,Sn,Mg,Bi,Ti,Cd等元素，炼制了几种铝基牺牲阳极材料，并进行了电化学性能测试，拟获得适用于较高温度海水环境中使用的新铝基牺牲阳极材料。     

中国铝工业应用新型电极材料的研究与展望

介绍了现代铝工业上新近开发研制的几种电极材料，涉及惰性阴极、惰性阳极、双极性电极等；还研制了低温电解质，使电解温度降低到800～900℃。如果惰性电极与低温电解质配合起来应用，则能够明显减少工业铝生产中的物料消耗，节省电能，增大电解槽生产能力，并改善环境状况，可望大幅度降低生产成本。     

模内键合聚合物微流控芯片键合强度分析

利用分子动力学分析方法对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微流控芯片模内键合过程进行模拟,研究聚合物界面分子的运动规律以及键合过程中界面结合能的变化规律,分析芯片键合强度的形成机制;利用拉伸测试法测试不同工艺环境下芯片的键合强度,分析工艺参数对键合强度的影响。研究结果表明:聚合物芯片键合强度的形成是界面分子扩散和吸附共同作用的结果。适当增加键合压力,可以显著提升键合强度,并缩短键合时间;键合温度和键合时间的提升,能够增加键合界面间分子的相互扩散,提高界面分子间的作用力,从而提高键合强度。键合温度达到聚合物材料的玻璃转化温度,键合压力能够增加键合界面的接触面积,并持续一定的键合时间,芯片可获得较高的键合强度。     

高度有序多孔氧化铝膜的制备和研究

分别用一步和二步阳极氧化法制备了多孔氧化铝膜，制备出了高度有序、六方柱形结构的多孔氧化铝膜。用原子力显微镜观察了不同电化学抛光条件下抛光铝样品表面的微观结构，探索出了电化学抛光预处理的最佳工艺条件：在温度为10℃、乙醇和高氯酸体积比为4：1的混合液中，于恒电压55V的条件下，对铝片进行电化学抛光30s．为进一步组装各种纳米结构材料打下了基础．     

Kovar与K4玻璃阳极焊接机理及影响因素

分析了Kovar合金与K4玻璃阳极焊的结合机理和主要工艺参数对连接过程的影响,提出了金属与玻璃的连接机理为电场和温度场作用下的离子迁移、复合氧化物过渡层的生成和沉积,电压、温度、压力及试样表面质量是影响离子迁移和结合的主要因素,相匹配的热膨胀系数是防止开裂保证良好连接的必要条件。     

K4玻璃与可伐合金的阳极焊机理分析

通过K4玻璃与可伐合金的阳极焊试验,初步研究了在阳极焊过程中离子的传输和结合机理,即在外加电场和温度的作用下使焊接材料中发生离子的迁移,从而命名阳极焊得以实现,通过K4玻璃与铝片焊接的对比试验,说明材料的线膨胀系数对焊接过程产生了极大的影响,利用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和X射线衍射（XRD）等手段对界面的微观结构进行分析,认为在K4玻璃与可伐合金的结合面处形成了以FeSiO3和Fe7SiO10以及一些非晶态物质为主的过渡层,将K4玻璃与可伐合金连接在一起,并发现被焊材料的热膨胀系数对阳极焊质量有着重要的影响。     

铝电解用惰性阳极材料研究的发展概况

本文论述了铝电解生产中采用惰性阳极的重要性和必要性 ,对铝用惰性阳极材料的研究和发展进行了回顾和展望     

铝电解正常生产过程中的工艺参数探析

现代铝电解工业生产,普遍采用冰晶石-氧化铝电解法,主要设备是电解槽。基本原理是以冰晶石-氧化铝熔体为电解质,碳素材料为阳极和阴极,强大的直流电由阳极导入,经过电解质与铝液层,而后从阴极导出回到电源。通入直流电,一方面是利用它的热能将氧化铝熔化到熔融状态,并保持恒定的电解温度;另一方面是实现电化学反应,也就是使电解质中的铝离子从阴极上得到电子而析出,从而得到铝液,氧离子则在阳极上放电生成二氧化碳和一氧化碳混合气体。     

Fe-40Cr-5Al合金阳极在800℃和900℃的电解腐蚀行为

采用真空感应熔炼法制备了铝电解用Fe-40Cr-5Al合金阳极.研究了合金阳极材料在800℃和900℃下的电解腐蚀行为.电解测试采用冰晶石-氧化铝低温电解质体系,阳极电流密度为0.5 A.cm-2,电解时间为10 h.结果表明：随着电解温度的降低,合金阳极的腐蚀速率减小;在900℃电解后,合金表面形成了多孔结构的腐蚀层;在800℃电解后,合金表面形成了保护性氧化膜,氧化膜分为两层,外层为尖晶石结构的Fe（Al,Cr）2O4,内层为Fe、Cr和O构成的复合氧化物,其中收集的铝产品纯度为98.552%,合金阳极的腐蚀速率为5.51 cm.a-1.     

利用凹型电极作用下的硅-玻璃管阳极键合影响因素及力学性能

试验采用阳极键合技术成功实现了硅片与玻璃管的键合,分析了玻璃管长度、温度及电极分别对电流和键合强度的影响。键合过程中电流随着温度升高而增大,但随着玻璃管长度的增加而减小。初始时电流都先迅速增大至峰值电流,然后随着时间的延长而逐渐减小。采用万能材料试验机对试样进行拉伸测试,结果显示键合强度随着玻璃管长度的增加而减小,而随着温度的升高而增大。同条件下,使用凹型电极的硅-玻璃管的强度比使用平行电极得到的强度要高,分析认为:玻璃管长度的增加导致外加电场强度减小和电阻增大,影响离子迁移及界面氧化反应,而凹型电极的使用对键合起到了促进作用。通过SEM扫描分析了硅-玻璃管的键合界面,结果表明键合界面良好。     

沉积温度影响有机太阳能电池阳极薄膜结晶性能

采用射频磁控溅射工艺,以氧化锌铝（AZO）陶瓷靶作为靶材,通过优化工艺参数在玻璃基板上制备了具有c轴择优取向的AZO透明导电薄膜.基于X射线衍射（XRD）测试表征,研究了沉积温度对薄膜结晶性能的影响.实验结果表明：AZO薄膜的结晶性能与沉积温度密切相关,较低温度时,随着沉积温度的升高,薄膜的结晶性能得到提高,但是沉积温度进一步升高时却有所变差.当沉积温度为400℃时,AZO薄膜的结晶性能最佳,c轴取向良好,晶粒尺寸接近40 nm.     

键合参数和芯片/基板厚度对非导电膜互连封装玻璃覆晶模块芯片翘曲的影响

采用热/结构耦合场对非导电膜互连封装玻璃覆晶（COG）模块芯片（IC）的翘曲进行数值模拟,并分析不同热压键合参数和芯片/基板厚度对液晶显示屏（LCD）翘曲的影响.结果表明：在热压键合过程中,键合头温度对COG模块IC翘曲的影响最为显著,键合压力次之,玻璃基板温度最小; IC厚度对IC翘曲的影响不明显,而增加COG模块中玻璃基板的厚度,可有效降低IC翘曲程度.其原因在于较厚的玻璃基板的耐变形能力较高,从而抑制了翘曲.