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倒装芯片封装技术概论

集成技术 2014年第6期3卷 84-91页

作者：张文杰朱朋莉赵涛孙蓉汪正平中国科学院深圳先进技术研究院深圳518055 香港中文大学香港999077

高密度电子封装正朝着小型化、高I/O密度、更好的散热性和高的可靠性方向发展,传统引线键合技术已经无法满足要求。先进的倒装芯片封装技术由于具有较高的单位面积内I/O数量、短的信号路径、高的散热性、良好的电学和热力学性能,在电子... 详细信息

高密度电子封装正朝着小型化、高I/O密度、更好的散热性和高的可靠性方向发展,传统引线键合技术已经无法满足要求。先进的倒装芯片封装技术由于具有较高的单位面积内I/O数量、短的信号路径、高的散热性、良好的电学和热力学性能,在电子封装中被广泛关注。底部填充胶被填充在芯片与基板之间的间隙,来降低芯片与基板热膨胀系数不匹配产生的应力,提高封装的稳定性。然而,流动底部填充胶依赖于胶的毛细作用进行填充,存在很多缺点。为了克服这些缺点,出现了非流动底部填充胶,以改善倒装芯片底部填充工艺。文章回顾了倒装芯片封装技术的发展,阐述了流动和非流动底部填充胶的施胶方式和性质。

关键词：倒装芯片封装技术封装工艺流动底部填充胶非流动底部填充胶

氮化硼/二硫化钼-环氧复合材料的导热性能研究

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集成技术 2019年第1期8卷 38-44页

作者：纪超闫长增王英孙蓉汪正平深圳大学材料学院深圳518055 中国科学院深圳先进技术研究院深圳518055

随着现代电子产品的快速发展,研发具有高效的热管理材料正成为全球性的挑战。研究表明界面热阻是限制导热复合热管理材料高导热性能的最主要因素。该文设计并利用水热法合成了低界面热阻的六方氮化硼(BN)/二硫化钼(MoS_2)异质结构,并将... 详细信息

随着现代电子产品的快速发展,研发具有高效的热管理材料正成为全球性的挑战。研究表明界面热阻是限制导热复合热管理材料高导热性能的最主要因素。该文设计并利用水热法合成了低界面热阻的六方氮化硼(BN)/二硫化钼(MoS_2)异质结构,并将高导热性的BN/MoS_2异质结构填充到环氧树脂中制备纳米复合材料。在水热反应过程中,MoS_2生长在BN纳米片上,确保了较好的界面接触。其中,BN充当结构骨架和传热通道,而MoS_2纳米片具有较大的比表面积,故能有效地收集热量。借助MoS_2的浸润性,可以降低填料和聚合物基质之间的界面热阻。实验结果表明,合成的BN/MoS_2-环氧纳米复合材料导热率从0.254 W/(m·K)提高到0.526 W/(m·K),比纯环氧树脂的导热率提升了107%。该研究结果有助于开发新型高性能导热材料。

关键词：氮化硼二硫化钼异质结构热导率协同效应复合材料

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基于OLED器件的封装材料研究进展

集成技术 2014年第6期3卷 92-101页

作者：张贾伟张国平孙蓉李世玮汪正平中国科学院深圳先进技术研究院深圳518055 香港中文大学香港999077 香港科技大学机械工程系香港999077

有机电致发光器件(Organic Light-Emitting Diode,OLED)因其轻薄、视角广、响应时间短、发光效率高、成本低等优点成为公认的新一代显示技术。为减少甚至避免有机发光材料受到外界环境的侵蚀、保证OLED的使用寿命,OLED封装材料得到了大... 详细信息

有机电致发光器件(Organic Light-Emitting Diode,OLED)因其轻薄、视角广、响应时间短、发光效率高、成本低等优点成为公认的新一代显示技术。为减少甚至避免有机发光材料受到外界环境的侵蚀、保证OLED的使用寿命,OLED封装材料得到了大力的研究和发展。OLED封装材料必须具有优秀的水氧阻隔能力,此外,还要求有良好的热导率、透光率、机械强度、耐腐蚀性与基底的粘结性等性质。文章对OLED封装材料的发展作了详细的介绍,包括传统后盖式封装所用的金属、玻璃、陶瓷和薄膜封装所用的无机化合物、聚合物、复合材料。根据OLED器件的性能以及封装形式的需求,探讨了封装材料的未来发展方向。

关键词：封装材料阻隔性能

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电子封装基板材料研究进展及发展趋势

集成技术 2014年第6期3卷 76-83页

作者：曾小亮孙蓉于淑会许建斌汪正平中国科学院深圳先进技术研究院先进材料中心深圳518055 香港中文大学工程学院电子工程系香港999077 香港中文大学香港999077

基板材料在电子封装中主要起到半导体芯片支撑、散热、保护、绝缘及与外电路互连的作用。随着电子封装技术向着高频高速、多功能、高性能、小体积和高可靠性方向发展,电子封装基板材料在新一代电子封装材料中发挥着越来越重要的作用。... 详细信息

基板材料在电子封装中主要起到半导体芯片支撑、散热、保护、绝缘及与外电路互连的作用。随着电子封装技术向着高频高速、多功能、高性能、小体积和高可靠性方向发展,电子封装基板材料在新一代电子封装材料中发挥着越来越重要的作用。科学与工业界对电子封装基板材料提出了更高的要求,同时也促进了电子封装基板材料飞速发展。文章分别针对三大类基板材料:陶瓷基板、复合材料基板和有机基板的特点、发展现状及未来发展趋势进行了阐述。

关键词：电子封装基板材料陶瓷基板复合材料基板有机基板

聚合物纳米电介质材料研究进展及其在埋入式无源元件中的应用概述

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集成技术 2014年第6期3卷 63-75页

作者：杨文虎于淑会孙蓉廖维新汪正平中国科学院深圳先进技术研究院先进材料研究中心深圳518055 香港中文大学机械与自动化系香港999077 香港中文大学工程学院香港999077

聚合物纳米电介质材料由于其出色的机械加工特性、电可调制特性已成为当今高密度封装技术等诸多学科的前沿领域。通过在聚合基体中引入高介电陶瓷或纳米导电颗粒形成具有高介电常数的复合材料,并通过印刷电路板(Printed Circuit Board,P... 详细信息

聚合物纳米电介质材料由于其出色的机械加工特性、电可调制特性已成为当今高密度封装技术等诸多学科的前沿领域。通过在聚合基体中引入高介电陶瓷或纳米导电颗粒形成具有高介电常数的复合材料,并通过印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)制备工艺内置于PCB基板内部形成埋入式元件(电容、电感及其他无源元件),这已经在电子系统小型化方面显示出巨大的应用前景。文章综述了高介电纳米聚合物复合材料领域近年来的研究进展,探讨了聚合物纳米复合材料在埋入式电容器、电感器中的应用及埋入式无源滤波器的设计方法、制备工艺以及复合材料的电磁特性对埋入式元件电学性能的影响。

关键词：聚合物纳米电介质埋入式电容器埋入式滤波器介电常数

纸纤维基柔性还原氧化石墨烯、聚苯胺超级电容器复合电极材料的制备与性能研究

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集成技术 2017年第1期6卷 16-23页

作者：苏海波朱朋莉李廷希孙蓉汪正平中国科学院深圳先进技术研究院深圳518055 山东科技大学材料与科学学院青岛266590 香港中文大学工程学院电子工程系香港999077

文章研究了一种石墨烯复合电极材料制备方法,以低成本的纸纤维材料为柔性基板,结合双电层电容碳材料氧化石墨烯和赝电容导电聚合物聚苯胺的互补优势,通过超声分散和真空抽滤的方法,实现了纸纤维基-聚苯胺-还原氧化石墨烯复合电极材料的... 详细信息

文章研究了一种石墨烯复合电极材料制备方法,以低成本的纸纤维材料为柔性基板,结合双电层电容碳材料氧化石墨烯和赝电容导电聚合物聚苯胺的互补优势,通过超声分散和真空抽滤的方法,实现了纸纤维基-聚苯胺-还原氧化石墨烯复合电极材料的制备。采用场发射扫描电子显微镜、Zahner电化学工作站对电极材料的循环伏安曲线、充放电性能进行测试分析。结果表明,柔性电极材料在100次弯曲测试后,没有发生明显分层和活性物质剥落现象,在电流密度为1 A/g时比电容为458 F/g,10 A/g电流密度下比电容为250 F/g,经过1 000次充放电循环后,比电容仍能保持80%左右。这种高性能低成本的柔性复合电极材料在可穿戴式电子设备领域具有广阔的应用前景。

关键词：超级电容器柔性复合电极纸纤维氧化石墨烯聚苯胺

基于聚吡咯修饰的碳泡沫可压缩电极材料（英文）

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集成技术 2019年第2期8卷 43-52页

作者：杨媛媛朱朋莉张磊聪李廷希孙蓉汪正平山东科技大学材料科学与工程学院青岛266590 中国科学院深圳先进技术研究院深圳518055 佐治亚理工学院材料科学与工程学院亚特兰大30332 香港中文大学电子工程系香港999077

在该研究中,通过高温碳化和原位聚合法制备了基于市售三聚氰胺泡沫和吡咯单体的聚吡咯/碳化三聚氰胺泡沫(Polypyrrole/Carbonized Melamine Foam,PPy/CMF)的可压缩超级电容器电极材料。通过三电极体系在1 mol/L高氯酸钠电解液中研究了... 详细信息

在该研究中,通过高温碳化和原位聚合法制备了基于市售三聚氰胺泡沫和吡咯单体的聚吡咯/碳化三聚氰胺泡沫(Polypyrrole/Carbonized Melamine Foam,PPy/CMF)的可压缩超级电容器电极材料。通过三电极体系在1 mol/L高氯酸钠电解液中研究了可压缩PPy/CMF电极材料的电化学性质。结果显示,可压缩电极材料的体积电容在2 mA/cm3时可达到3 168 mF/cm3,1 000次充放电循环后可保持原始电容的86.88%。此外,该材料的循环伏安曲线和恒流充放电曲线在不同压缩下无显著变化,表明PPy/CMF是具有高压缩稳定性的可压缩电极,适合于超级电容器。以上结果表明,PPy/CMF可作为可压缩超级电容器的潜在电极材料。

关键词：三聚氰胺泡沫聚吡咯可压缩电极原位聚合

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氮化硼基气凝胶微球的制备及其热性能研究

集成技术 2019年第1期8卷 68-77页

作者：么依民孙娜曾小亮许建斌孙蓉汪正平中国科学院深圳先进技术研究院深圳518055 中国科学院大学深圳先进技术学院深圳518055 安徽大学合肥230039 香港中文大学香港999077 佐治亚理工学院亚特兰大30332

该文提出了一种制备新型导热填料的方法:基于液氮驱动和冰模板法自组装,以氮化硼纳米片和银纳米颗粒为基本组装单元,制备了具有开放孔结构、内部互连的毫米级氮化硼气凝胶球。其中,对气凝胶球的成型机理进行了初步的探索,并对影响气胶... 详细信息

该文提出了一种制备新型导热填料的方法:基于液氮驱动和冰模板法自组装,以氮化硼纳米片和银纳米颗粒为基本组装单元,制备了具有开放孔结构、内部互连的毫米级氮化硼气凝胶球。其中,对气凝胶球的成型机理进行了初步的探索,并对影响气胶球微观结构的因素,如制备气凝胶球浆料的固含量等进行研究。另外,该文将环氧树脂灌入到多孔气凝胶球中,从而制得氮化硼球/环氧树脂和氮化硼-银球/环氧树脂复合材料,并对其结构形貌和导热性能进行了研究,其中重点研究了氮化硼纳米片的表面改性、氮化硼微球的不同微观结构对复合材料的导热性能的影响。结果显示,当多孔微球的填充量为2.7 vol%时,氮化硼球/环氧树脂复合材料的面外导热系数达0.57 W/(m·K),而氮化硼-银球/环氧树脂复合材料的面外导热系数达0.64 W/(m·K),相比于纯环氧树脂的导热系数提高了276.5%。由此可见,氮化硼气凝胶球微球的加入可有效提高环氧树脂基复合材料的导热系数,在氮化硼纳米片表面负载银颗粒后可进一步提升复合材料的导热性能;液氮驱动的冰模板法自组装技术在制备导热填料领域具有巨大的应用前景。

关键词：液氮驱动冰模板法自组装氮化硼导热系数气凝胶球

平衡态分子动力学Green-Kubo方法计算氮化硼单层结构热导率的模型尺寸效应研究

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集成技术 2018年第2期7卷 12-21页

作者：鲁济豹杨楠楠孙蓉汪正平中国科学院深圳先进技术研究院广东省高密度电子封装关键材料重点实验室深圳518055 中国科学技术大学纳米科学技术学院苏州215123 香港中文大学电子工程系香港999077

分子动力学模拟可以直接表征体系原子的行为,因此成为研究氮化硼相关材料微观导热机理的重要工具,但目前尚没有关于氮化硼材料模型尺寸对其热传导相关性质影响规律的研究。该文采用平衡态分子动力学并结合Green-Kubo方法,研究了纯净氮... 详细信息

分子动力学模拟可以直接表征体系原子的行为,因此成为研究氮化硼相关材料微观导热机理的重要工具,但目前尚没有关于氮化硼材料模型尺寸对其热传导相关性质影响规律的研究。该文采用平衡态分子动力学并结合Green-Kubo方法,研究了纯净氮化硼单层结构热导率、声子色散关系以及态密度随模拟尺寸的变化规律,并解释了其内部机理。实验发现,氮化硼单层材料热导率随着模拟尺寸的增大而减小,并在单层面积约4.1 nm×4.1 nm时收敛于(349±22)W/(m·K),此收敛值远小于平衡态分子动力学计算中石墨烯热导率的收敛尺寸(10 nm×10 nm),这说明氮化硼单层中声子之间的散射大于石墨烯。此外,不同于热导率,氮化硼单层结构的声子色散曲线、态密度几乎不受模拟尺寸的影响。该研究结果可为采用平衡态分子动力学研究氮化硼相关材料的微观导热机理提供重要参考。

关键词：氮化硼平衡态分子动力学 Green-Kubo方法热导率