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半导体致冷电对金属化层粘接强度的研究

哈尔滨工业大学学报 1994年第5期26卷 73-76页

作者：刘振茂赵秀平李志伟张国威权五云哈尔滨工业大学微电子技术教研室

试验研究了三种半导体致冷电对金属化系统的拉伸强度，其中铋─镍─锡金属化系统与半导体致冷材料粘接强度最高，超过原始棒状材料的拉伸强度，它是半导体致冷器电对的最好的金属化系统．

关键词：金属化层粘接强度半导体致冷材料

相图——解释金属化层稳定性和薄膜反应的热力学方法

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半导体技术 2000年第2期25卷 10-13页

作者：岳瑞峰王燕清华大学微电子学研究所北京100084 西安理工大学电子工程系西安710048

介绍了计算相图的起因与发展 ,综述了利用 Gibbs生成自由能数据绘制简化的三元、四元相图的热力学方法 ,尤其是确定相图中直达连线的思想方法 ,最后给出了利用相图来解释金属化层稳定性和薄膜反应的应用实例。

关键词：相图金属化层稳定性薄膜反应热力学

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晶体管封装用陶瓷金属化层的制备与性能研究

晶体管封装用陶瓷金属化层的制备与性能研究

作者：杨希锐山东大学

学位级别：硕士

随着半导体器件和电子制造业的发展,人们对半导体晶体管的性能和可靠性都有了更高的要求,半导体器件的封装也越来越受到重视。尽管电子封装技术及材料整体向小型化、高性能、高可靠性和低成本的方向发展,但是在部分军用及航空航天用晶... 详细信息

随着半导体器件和电子制造业的发展,人们对半导体晶体管的性能和可靠性都有了更高的要求,半导体器件的封装也越来越受到重视。尽管电子封装技术及材料整体向小型化、高性能、高可靠性和低成本的方向发展,但是在部分军用及航空航天用晶体管的生产中,金属封装仍被视为保证器件气密性的最佳选择。国内生产的金属管壳,在陶瓷绝缘子和引线的封接处容易出现气密性问题,影响了晶体管封装的可靠性。因此,研究和设计金属化配方及烧结工艺,制备出致密、封接性能好的金属化层,改善氧化铝陶瓷金属化工艺,对于国内半导体封装产业的发展具有很大意义。本课题利用活化钼锰法在氧化铝陶瓷上制备金属化层,并对金属化层的相组成、微观组织、结合界面、抗拉强度等性能进行研究,通过改变钼粉配比,确定金属化膏剂的基本体系,并对其烧结工艺进行优化。通过添加活化剂氧化物BaO和ZrO2,研究活化剂添加量对金属化层性能的影响,并对其活化机理进行分析。试验结果表明,玻璃粉中SiO2、MnO和Al2O3的质量比为50：35：15时,高温烧结时可以生成较好的玻璃相,不会析出MnAl2O4、Mn2Si04和MnSiO3等晶体。金属化层的性能与膏剂配方和烧结温度有关,钼粉含量为75 wt.%、烧结温度为1400℃下制备的金属化层性能最好,抗拉强度可以达到106MPa。配方中钼粉含量过低时,金属化层中含有过多的玻璃相,影响焊料对金属化层的铺展润湿,金属化层的抗拉强度下降,钼粉含量过高时,玻璃相形成和迁移的太少,金属化层中存在较多气孔而不致密,也会降低封接后抗拉强度;提高烧结温度可以促进玻璃相的形成和迁移,制备出更致密的金属化层,陶瓷和金属化层的结合也更紧密,金属化层的抗拉强度较高,但烧结温度过高时,过多的玻璃相迁移到表面并影响焊料的铺展润湿,金属化层的抗拉强度降低。金属化配方中加入BaO和ZrO2都具有改善金属化层性能的作用,在M3配方中添加BaO的量为1.5wt.%时,活化效果最好,金属化层的抗拉强度可以达到138MPa;ZrO2的添加量为0.5wt.%时效果最好,金属化层的抗拉强度达到了121MPa。但二者的活化机制是有区别的,BaO是通过降低金属化层中玻璃相的黏度,促进玻璃相在陶瓷和金属化层中互相扩散迁移,来达到改善金属化层性能的目的,添加量较少时,制备出的金属化层更加致密,陶瓷和金属化层结合的更紧密,金属化层的抗拉强度提高,添加量过多时,金属化层中过多的玻璃相不利于焊料的铺展润湿,降低封接后的抗拉强度;ZrO2则是通过提高玻璃相的强度来改善金属化层的性能,提高金属化层的抗拉强度,但添加量过多时会影响玻璃相对陶瓷的浸润,并抑制陶瓷和金属化层中玻璃相的互相扩散迁移,制备出的金属化层致密性较差,与陶瓷之间的渗透结合不充分,抗拉强度降低。不同的活化剂需要根据它们的作用机理,合理选择添加量。

关键词：封装活化钼锰法金属化层玻璃相活化剂

金属化层表面状况的不同处理方法对陶瓷金属封接强度的影响

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金属化层表面状况的不同处理方法对陶瓷金属封接强度的影响

金属化层表面状况的不同处理方法对陶瓷金属封接强度的影响

真空电子与专用金属材料、陶瓷——金属封接第十一届技术研讨会

作者：张振霞李秀霞韩勇林毅中国科学院电子学研究所中国科学院高功率微波源与技术重点实验室

针对陶瓷金属封接,分别采取了打磨法和酸洗法两种不同的方法对陶瓷金属化层的表面状况进行处理,得到了两种不同的表面状态。利用划痕测试法,分析比较了两种方法制备试验件表面的电镀镍层的结合力情况。进行抗拉实验,研究比较了采用两种... 详细信息

针对陶瓷金属封接,分别采取了打磨法和酸洗法两种不同的方法对陶瓷金属化层的表面状况进行处理,得到了两种不同的表面状态。利用划痕测试法,分析比较了两种方法制备试验件表面的电镀镍层的结合力情况。进行抗拉实验,研究比较了采用两种不同方法处理后的陶瓷抗拉试验件的封接强度。研究表明,酸洗法对金属化陶瓷表面的处理可以使金属化层得到更为良好的表面状态,是一种可以提高陶瓷金属封接强度的有效可行的方法。

关键词：陶瓷金属封接金属化层表面状态:结合力封接强度

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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真空电子技术 2011年第4期24卷 42-45,59页

作者：张振霞李秀霞韩勇林毅中国科学院电子学研究所中国科学院高功率微波源与技术重点实验室北京100190

关键词：陶瓷金属封接金属化层表面状态:结合力封接强度

95%Al_2O_3陶瓷Mo-Mn金属化层烧结机理研究

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真空电子技术 2007年第4期20卷 6-9页

作者：张巨先高陇桥北京真空电子技术研究所北京100016

通过对95%Al2O3陶瓷Mo-Mn金属化层烧结前后显微结构的分析,对不同Mo含量金属化配方的块状烧结体及高纯高致密Al2O3陶瓷表面金属化层显微结构的研究,探讨了95%Al2O3陶瓷Mo-Mn金属化层的烧结过程,揭示了Mo骨架结构中Mo颗粒间气孔形成的机理。

关键词：金属化层烧结机理 95% Al2O3陶瓷

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铝金属化层中的电迁移

宇航材料工艺 1986年第4期 12-17页

作者：米绍曾北京材料工艺研究所

功率器件或大规模集成电路中,当电流密度达1×10~6A/cm~2时,电迁移将引起铝金属化层开路失效。电迁移是在外加直流电场作用下,金属离子和导电电子间的动量交换导致前者热激活而引起的质量传输。理论上通常用离子流和离子流散度描述电... 详细信息

功率器件或大规模集成电路中,当电流密度达1×10~6A/cm~2时,电迁移将引起铝金属化层开路失效。电迁移是在外加直流电场作用下,金属离子和导电电子间的动量交换导致前者热激活而引起的质量传输。理论上通常用离子流和离子流散度描述电迁移过程。工程上大多通过直流加载的寿命试验研究电迁移现象。Blcak通过合理的假设得到了理论与工程相结合的电迁移公式:MTF=Aj~2exp(—Q/KT)。Black的试验结果还证实了电迁移属于晶界扩散机理。文章综述了寿命试验中加载方式的影响,举例说明了怎样预计寿命值和估算失效率,最后提到了防止电迁移失效的措施。鉴于铝具有高导电率,与硅和二氧化硅有良好的附着性能,与N型硅、P型硅均可形成低阻欧姆接触以及适合于大规模集成电路多层布线等优点,硅器件金属化工艺中铝材得到了广泛的应用。纯铝的金属化层在使用中也暴露出一些弱点。比如,当电流密度较高,如达到1×10~6A/cm~2 时容易发生电迁移现象,当温度高于400℃时发生铝硅反应等。随着集成电路微型化,金属化层布线密度增加,其截面积显著缩小(1—2×10cm~2),流经铝膜的电流密度有可能达到10~6A/cm~2或更高,因此,研究金属化层的电迁移问题具有重要意义。

关键词：电迁移加载方式电流密度激活能寿命试验活化能可靠性试验金属化层电迁移现象

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陶瓷金属化层不连续图形的电镀方法

电子元件与材料 1988年第6期 41-42页

作者：史祖法国营宜兴电子器件厂

陶瓷金属化技术在电子工业中占着十分重要的地位,由于它能使陶瓷不但具有电子陶瓷的很多优良性能,在一些局部区域又具备金属的特性,因此使这一技术在很多场合起着特殊的作用。如可控硅外壳、集成电路陶瓷外壳及各种陶瓷基片电路的生产等... 详细信息

陶瓷金属化技术在电子工业中占着十分重要的地位,由于它能使陶瓷不但具有电子陶瓷的很多优良性能,在一些局部区域又具备金属的特性,因此使这一技术在很多场合起着特殊的作用。如可控硅外壳、集成电路陶瓷外壳及各种陶瓷基片电路的生产等,都需要用到陶瓷金属化技术。Mo-Mn法和W-Mn法是陶瓷金属化技术中应用得极普遍的

关键词：金属化层导电胶质量陶瓷金属化

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解决陶瓷金属化层化学镀污染问题的途径

电子元件与材料 1986年第5期 32-33+31页

作者：史祖法国营宜兴电子器件厂

一、前言随着电子工业的发展,Al;O;陶瓷在电真空器件、集成电路封装管壳以及各种陶瓷基板等方面得到了广泛的应用。对于其中相当一部分产品来说,需要将瓷件与金属部件钎焊封接为一体。而陶瓷与金属是难以直接钎焊的,解决的办法是在钎焊... 详细信息

一、前言随着电子工业的发展,Al;O;陶瓷在电真空器件、集成电路封装管壳以及各种陶瓷基板等方面得到了广泛的应用。对于其中相当一部分产品来说,需要将瓷件与金属部件钎焊封接为一体。而陶瓷与金属是难以直接钎焊的,解决的办法是在钎焊之前先将陶瓷进行金属化。目前对Al;O;陶瓷一般采用的

关键词：金属化层镀镍催化活性铜焊料化学镀镍过程