电子元件与材料杂志 北大期刊 统计源期刊

电子元件与材料 2018年第11期杂志 文档列表

电子元件与材料杂志综述

典型压电俘能器的发展现状与俘能机理分析1-11

摘要：压电俘能器可以将环境中的机械能转换成电能, 具有节能环保、 易于微型化等优点, 近年来引起了广泛的关注.在对比几种压电材料的性能和应用的基础上, 介绍了压电振子的振动模式及结构形式, 对标准能量回收电路（SEH）、 串联同步开关电感电路（S-SSHI）、 同步电荷提取电路（SECE）、 并联同步开关电感电路（P-SSHI）、 双同步开关电感电路（DSSH）等5 种能量回收电路进行了分析, 从理论上揭示了梁式压电俘能器（简支梁、 悬臂梁）、 盘式压电俘能器（周边固定、 简支固定、中心固定）的俘能机理, 并对压电俘能器的发展方向做了展望.

微量元素对SnAgCu/Cu界面金属间化合物的影响研究综述12-19

摘要：在钎焊和服役过程中, 界面金属间化合物（Intermetallic Compounds, IMCs）的形成和生长对电子产品的性能和可靠性有重要影响. 薄而连续的金属间化合物层有利于形成可靠的焊点, 并提高焊点的蠕变和抗疲劳性能. 但是, 如果金属间化合物过度生长, 粗化的 IMC 脆性增大, 容易在应力作用下产生裂纹, 降低焊点可靠性. 本文结合国内外无铅钎料研究领域的最新进展, 综合评述了 SnAgCu 系无铅钎料和 Cu 基板之间的界面反应和金属间化合物生长行为, 阐明界面金属间化合物生长机理. 分析了无铅钎料的改性措施对 SnAgCu / Cu 界面金属间化合物及可靠性的影响, 为新型无铅钎料的研发和应用提供理论依据.

电子元件与材料杂志研究与试制

以废旧锂电池为原料制备双稀土掺杂的CoFe2O420-25

摘要：以废旧锂离子电池为原料, 加入化学辅助试剂, 用溶胶-凝胶自蔓延的方法合成掺杂两种稀土离子（Nd、 Ce、 Ho和 Pr 两两组合掺杂）的钴铁氧体材料, 针对其结构和性能进行探究, 以期获得在应用中性能更优的样品. 实验结果表明： 掺杂稀土离子的样品与纯 CoFe2O4 样品比较微观结构发生了变化, 导致磁性能和磁致伸缩性能受到影响. 其中掺杂双稀土的样品饱和磁化强度在73 ~ 77 （A·m） / kg 之间; 除纯 CoFe2O4 外, 掺杂 Ce3＋和 Nd3＋两种稀土离子的样品的饱和磁致伸缩系数较高, 值为-163. 1×10^（-6）; 掺杂 Ce3＋和 Pr3＋的样品具有较高磁致伸缩灵敏度, 其磁致伸缩灵敏度最大值是-1. 77×10^（-9）A-1·m,对应的磁场强度也非常低, 这种在低磁场强度下具备较好的磁致伸缩性能的样品在压力传感器和执行器等领域的应用中更具优势.

电化学湿法腐蚀法制备硅微柱阵列26-30

摘要：采用 TMAH （Tetramethyl Ammonium Hydroxide） 腐蚀液在 P（100） 硅片上制备倒棱台, 进而采用电化学湿法刻蚀法制备具有微柱结构的阵列器件. 借鉴 N 型多孔硅的形成理论, 提出了微柱的形成模型, 分析了微柱的形成条件, 并对其主要的几何结构参数之间的关系进行了探讨. 结果表明微柱的形成与倒棱台的结构参数、 孔的结构参数以及空间电荷区等因素相关. 倒棱台的底面尺寸决定了微柱的结构, 且倒棱台开口的大小需要大于平均孔径. 微柱直径始终小于2 倍的空间电荷区宽度. 微柱内载流子的耗尽是微柱未被刻蚀的主要原因.

纳米银导电墨水的制备及导电性研究31-35

摘要：采用 Carey-Lea 方法制备了纳米银颗粒, 以其为导电填料, 与聚苯胺、 瓜尔豆胶和盐酸配制成水性纳米银导电墨水. 采用丝网印刷方法将墨水印制在棉织物基底上, 利用扫描电镜以及四探针法研究了纳米银、 聚苯胺、 盐酸、 烧结工艺等对印制样品的显微结构和导电性的影响. 结果表明, 随着纳米银质量分数的增加, 颗粒间致密性和导电性逐渐增强. 当纳米银质量分数为16%时, 室温下烧结的样品方阻为6. 78 Ω· -1; 随着 HCl 加入量增加, 室温烧结样品的颗粒间的致密性和导电性先增加而后下降; 热烧结工艺有利于改善颗粒间的致密性和导电性; 随着聚苯胺含量的增加, 导电性逐渐增强.

以沉淀白炭黑为硅源合成钐掺杂碳化硅的研究36-41

摘要：以工业白炭黑为硅源, 葡萄糖粉剂为碳源, 硝酸钐为掺杂源, 通过碳热还原法制备了钐掺杂碳化硅（SiC）. 并利用 X 射线衍射、 扫描电子显微镜、 比表面积测试仪、 紫外可见吸收光谱等测试方法, 研究了煅烧温度、 掺杂摩尔比对制备的钐掺杂碳化硅的物相组成、 微观形貌、 比表面积等的影响. 结果表明, 钐掺杂碳化硅能够增大碳化硅粉体的比表面积, 减小其禁带宽度. 当碳热还原温度为1350 ℃、 钐掺杂摩尔比（Sm/ Si）为0. 03 时, 制得的钐掺杂碳化硅粉体性能最佳, 其比表面积约为95 m2/ g, 禁带宽度为2. 40 eV.

不同合成方法对纳米La2（Zr0.7Ce0.3）2O7晶体生长活化能的影响42-45

摘要：La2（Zr0. 7Ce0. 3 ）2O7 作为新型热障涂层材料, 其涂层的寿命和演变过程受到了人们的广泛关注. 通过水热合成法和溶胶凝胶法分别制备了 La2（Zr0. 7Ce0. 3 ）2O7 纳米材料, 并采用热重-差热分析（TG-DSC）、 X 射线衍射（XRD）、 拉曼光谱（Raman）等技术对材料的物理化学性质进行了表征. 结果表明, 两种方法制备的样品均为纯相立方烧绿石结构. 水热合成法制备样品的比表面积和晶格常数分别为 103. 27 m2·g-1和 1. 081 nm, 溶胶凝胶法制备样品的数据分别为 89. 64 m2·g-1和1. 077 nm. 通过平均晶粒尺寸计算了两组样品的晶体生长活化能, 水热合成法样品为 （18. 96±0. 02） kJ·mol-1, 要大于溶胶凝胶法样品的 （13. 47±0. 01） kJ·mol-1, 并对相关机理进行了研究.

复合陶瓷（Ba1-xSrx）5Nb4O15-B2O3的结构和微波介电性能46-50

摘要：采用传统的固相烧结工艺制备了复合（Ba1-xSrx）5Nb4O15 -B2O3 微波介质陶瓷. 研究了 A 位离子 Sr2＋摩尔占有比率x（x = 0, 0. 2, 0. 4, 0. 8）对陶瓷的微观结构、 烧结以及微波介电性能的影响. 结果表明： 在复合（Ba1-xSrx ）5Nb4O15 -B2O3 微波介质陶瓷中, 除主晶相 Ba5Nb4O15 外, 还出现了 Ba4SrNb4O15 ; 相比未掺杂的 Ba5Nb4O15 陶瓷的烧结温度1400 ℃而言, 复合陶瓷（Ba1-xSrx）5Nb4O15 -B2O3 的烧结温度降低500 ℃左右, 且没有显著损害该陶瓷的微波介电性能; 当 B2O3 掺杂质量分数为2. 0%, Sr2＋替代 Ba2＋的摩尔比率 x = 0. 4 时, 900 ℃烧结的（Ba1-xSrx）5Nb4O15 -B2O3 复合陶瓷具有良好的微波介电性能：εr= 48. 4, Q×f = 45895 GHz, τf= 35. 5×10^-6/℃.

Ar＋轰击SrTiO3表面缺陷的模拟计算方法研究51-54

摘要：SrTiO3 的电学性质严重依赖于氧空位浓度. 采用 Ar＋轰击 SrTiO3 能使其表面产生氧空位. 本文提出了一种基于蒙特卡罗模拟辅助控制离子注入时间的方法, 利用 SRIM 程序模拟 Ar＋注入 SrTiO3 , 分析了氧空位的分布情况, 再通过迭代计算研究氧空位浓度随时间的变化趋势. 通过此算法得出时间与非晶化层的关系, 从而辅助实验上控制离子注入的时间.

渗硼镀膜法制备TiBN薄膜的电子导电性及其潜在应用前景55-60

摘要：报道一种新的TiBN 薄膜制备方法和薄膜的导电性, 该方法是以B4C, SiC 和KBF4 作为固体渗硼剂, 钛粉末材料作为 Ti 源, 采用低成本固体渗硼法（以下简称渗硼镀膜法）制备成 TiBN 薄膜. 对该薄膜的电阻率进行了系统检测, 发现薄膜具有优良的电子导电性, 电阻率达到0. 495×10^（-7）Ω·m, 最好电阻率数值达到 0. 0778×10^（-7）Ω·m, 优于用 PVD 方法在同样基体上制备的 TiN 薄膜的电阻率（82. 7×10^（-7）Ω·m）; 优于 Cu 的电阻率（0. 168×10^（-7）Ω·m）; 优于石墨的电阻率（平行于石墨层的 （25 ~ 50） ×10^（-7）Ω·m 和垂直于石墨层的30000×10^（-7）Ω·m）; 优于无定型碳的电阻率（ （5000. 0 ~ 8000. 0） ×10^（-7）Ω·m）. 经300, 400, 500 和 600 ℃, 5 h 氧化处理的 TiBN 薄膜仍然保持良好的导电性（600 ℃时电阻率为 0. 641×10^（-7）Ω·m）.TiBN 薄膜厚度为微米级, 颗粒尺寸为纳米级, 可用于制备新型、 高效微电子器件、 储能器电极、 隔离体、 集电体, 在电子元件和储能器领域有潜在的应用前景.

LTCC基板材料耐酸蚀性能研究61-66

摘要：为适应化学镀工艺实现低成本制备, LTCC 基板材料要求具备一定的耐酸性镀液腐蚀能力. 本文研究了 CaO-B2O3 -SiO2 、 BaO-Al2O3 -SiO2 / Al2O3 、 硼硅酸盐玻璃/锂辉石/ Al2O3 、 硼硅酸盐玻璃/堇青石/ Al2O3 四种 LTCC 基板材料在HNO3 、 HCl 和 H2SO4 溶液中的耐酸蚀性能. 采用 XRD、 EDS、 SEM、 ICP 等技术分析了腐蚀后基板的形貌和成分. 结果显示基板在强酸溶液的腐蚀下均出现不同程度的孔洞缺陷, 腐蚀程度随 H＋浓度的升高而升高. 酸根离子种类对基板的腐蚀影响不大. 腐蚀机理主要是基板材料的主晶相与 H＋的化学反应导致的成分溶蚀. 钡长石、 硅灰石与 H＋反应, 因此 CaO-B2O3 -SiO2 、 BaO-Al2O3 -SiO2 / Al2O3 耐腐蚀性能较差; 而锂辉石、 Al2O3 不与酸发生反应, 硼硅酸盐玻璃/锂辉石/ Al2O3 、 硼硅酸盐玻璃/堇青石/ Al2O3 耐腐蚀性能较好.

基于工字型双模谐振器的双阶带通滤波器设计67-70

摘要：为了提高滤波器的带外抑制度和选择性, 首次提出了一种双阶拓扑结构的带通滤波器. 采用奇偶模方法对工字型双模谐振器的特性进行了分析, 通带内具有四个谐振模式. 滤波器有效尺寸为13. 7 mm×5. 35 mm, 等于 0. 56λg×0. 22λg（ λg为中心频率处的波导波长）. 该滤波器的中心频率为7. 34 GHz, 相对带宽为20. 9%, 通带内最小插损为1. 9 dB, 阻带的三个传输零点分别位于3. 17, 8. 36 和9. 61 GHz, 上下阻带抑制度分别大于30 dB 和46 dB, 一次杂散抑制度大于18 dB. 该滤波器具有结构紧凑, 带外抑制度与选择性较高的优点.

基于三谐振网络的超宽带低噪声放大器71-77

摘要：设计并研究了一种工作频带为 4 ~ 18 GHz 的超宽带低噪声放大器（UWB LNA）, 该放大器基于 TSMC 0.18 μmCMOS 工艺, 通过在放大级采用三谐振匹配网络技术不仅提高了电路的增益, 而且拓宽了电路的频带. 此外, 通过引入衬底偏置技术使电路的功耗下降. 利用射频电路设计与仿真工具软件 ADS（Advanced Design System）对电路进行优化仿真, 并分析了温度以及工艺角对电路的影响. 仿真结果表明, 该放大器在室温25 ℃的状态下, 工作带宽为4 ~ 18 GHz, 增益为15. 95~ 18. 73 dB, 增益的平坦度为2. 78 dB, 噪声系数小于4.9dB, 其中最小的噪声系数为 3.22dB, 电路的工作电压为 0.9V,功耗仅为5. 715 mW, 该放大器可广泛应用于低功耗、 宽频带的射频集成电路中.

改进窗函数下的忆阻器特性分析和研究78-84

摘要：基于杂质漂移机理, 分析了忆阻器的导电过程, 为了更加准确地模拟忆阻器内部离子的实际迁移情况, 提出了一种改进的窗函数模型. 基于 MATLAB 软件工具研究了忆阻器的伏安特性, 进而分别研究了传统窗函数和改进窗函数模型下的滞回特性, 通过仿真对比分析结果表明： 改进的忆阻器模型不仅具有可调性和高灵活性, 还解决了 “边界锁死” 问题; 忆阻器的滞回曲线呈现出明显的优越性; 在频率允许范围内, 忆阻器的伏安特性会随着频率的增大而缩减, 当频率趋于无穷大时, 呈现出一条直线, 则表现出普通电阻元件特性.

S波段40WGaN高效率内匹配功率放大器的设计85-88

摘要：功率放大器在饱和工作状态下可以达到很高的效率, 但在饱和工作状态下, 谐波（主要是二次谐波）会明显降低功率放大器的效率. 合适的谐波控制电路可以提高功率放大器的效率. 采用谐波控制的方法, 设计并实现了一种S波段 40WGaN 高效率内匹配功率放大器. 在设计过程中, 器件选用0.5μm 工艺GaN HEMT 管芯, 采用一个较小的电感L 和一个较大的电容 C 使得二次谐波短接到地, 并利用一级低通 LC 电路将阻抗匹配到目标阻抗50Ω. 测试结果表明, 放大器在工作频率范围3. 1 ~ 3. 4 GHz 内, 在漏电压48 V, 占空比10%, 脉宽0.1ms 的条件下, 输出功率大于46. 8 dBm（48.3W）, 最大输出功率为47. 4 dBm（55. 3 W）, 带内饱和功率增益大于10 dB, 漏极效率大于63. 8%, 最大漏极效率达到73. 9%.

电子元件与材料杂志技术与应用

焊球的形成机理及去除方式研究89-93

摘要：焊球是构成焊膏的合金焊粉在烧焊时形成的可移动的金属颗粒物, 粒径与焊粉相当, 会对电路的可靠性造成不利影响, 更会直接造成混合集成电路颗粒碰撞噪声检测（PIND）失效. 依照 IPC-TM-650 测试方法手册2. 4. 43 条给出的焊球测试的试验方法和测试标准, 通过对比焊粉尺寸、 焊膏是否含铅、 焊膏印刷后静置时间及烧焊过程中是否通氮气对焊球产生的不同影响, 阐述和论证了焊球形成的机理是焊膏吸湿和氧化, 并指出在工艺生产中焊膏印刷或喷印时容易造成焊球生成的环节. 焊球产生后会包裹在助焊剂中, 但不会随着助焊剂的清洗而完全消除, 会因静电原因继续吸附在基板上, 待静电得到释放后, 可采用高压氮气枪吹洗的方式有效去除.