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 2019年第08期杂志 文档列表

电子元件与材料杂志综述

电子封装无铅互连焊点的电迁移研究进展1-8

摘要：随着电子封装逐渐向小型化和多功能化发展,互连焊点中的电迁移问题备受关注.本文针对电子封装无铅互连焊点中出现的电迁移问题,先探究了电迁移的影响因素,其中包括电流密度、温度、焊点的成分和微观结构.其次,阐述了电迁移对无铅焊点的力学性能、界面组织、振动疲劳性能和断裂机制的影响.然后针对电迁移问题,介绍了通过添加合金元素和控制电流密度两个方面来提高焊点的抗电迁移失效的能力.最后,简述了该领域的研究发展方向,为进一步研究电迁移对无铅互连焊点的可靠性提供了理论基础.

电子元件与材料杂志研究与试制

Fe2O3基钙钛矿太阳能电池的环境稳定性研究9-12

摘要：以α相三氧化二铁替换了传统二氧化钛电子传输层,同时以LAD掺杂PTAA替换传统Spiro-OmeTAD空穴传输层,制备具有新颖结构的钙钛矿太阳能电池.通过对其进行老化测试,重点探究其对于紫外、水汽破坏的抵抗能力.虽然这种新结构电池的能量转换效率(12.39%)略低于传统的钙钛矿电池结构(14.19%).但是在紫外稳定性与水汽稳定性方面有显著的提升,从而提升了电池的使用寿命,具有重要的现实意义.

PANi/PPy/GO复合材料的制备与电化学性能13-19

摘要：利用两步原位聚合法制备聚苯胺/聚吡咯/氧化石墨烯(PANi/PPy/GO)复合材料,考察了苯胺/吡咯/GO原料比对复合材料结构、微观形貌及电化学性能的影响.结果表明,PPy和PANi分别以非晶态形式均匀地原位复合在GO和PPy/GO片的表面;PANi/PPy/GO复合材料主要是靠法拉第赝电容进行电荷存储,且比电容较大、电荷转移电阻较小、循环稳定性较高;当苯胺/吡咯/GO原料质量比为10:5:1时,所制备复合材料利用循环伏安法和恒电流充放电法计算的比电容分别达到最大值154.7和243.3 F·g^-1.PANi/PPy/GO复合材料可用于超级电容器的电极材料.

锰锌铁氧体/锆钛酸铅复合陶瓷微结构及磁电性能研究20-28

摘要：采用共沉淀法和溶胶-凝胶法制备了Mn0.5 Zn0.5 Fe2O4/PbZr0.52 Ti0.48O3(MZFO/PZT)复合陶瓷,研究了MZFO/PZT质量比对复合陶瓷微结构及磁电性能的影响.通过XRD、SEM、EDS对复合陶瓷的相结构、表面微结构、成分进行表征,通过LCR数字电桥、铁电分析仪、振动样品磁强计对复合陶瓷的介电性、铁电性、磁性进行研究.结果表明:复合陶瓷中存在少量杂相(Fe2O3).不同质量比的复合陶瓷其居里温度(TC)略有不同,TC介于327℃和361℃之间.复合陶瓷的磁化强度与质量比呈非单调的变化关系.由于具有较强的界面效应,质量比为1:1.5的复合陶瓷具有最大的饱和磁化强度和剩余磁化强度,分别为2.2071 A·m^2/kg和0.0304 A·m^2/kg.施加磁场后复合陶瓷的极化强度明显减小,表现出负的磁电耦合系数.

PbO和Nb2O5共掺杂对CaCu3 Ti4 O12陶瓷介电性能的影响29-34

摘要：采用固相反应法制备PbO和Nb2O5共掺杂的CaCu3Ti4O12(CCTO)陶瓷,研究了CCTO巨介电效应机理.通过XRD,SEM,介电频谱及阻抗谱等测试手段,分析纯CCTO陶瓷,PbO掺杂的CCTO陶瓷和PbO、Nb2O5共掺杂CCTO陶瓷的微观结构及介电性能,研究结果表明:掺杂PbO可以显著降低CCTO陶瓷的介电损耗,掺杂摩尔分数2%PbO的CCTO陶瓷的介电损耗从0.13下降到0.03,但其介电常数也显著下降;摩尔分数2%PbO和0.25%Nb2O5共掺杂的CCTO陶瓷,在0.1~1 kHz频率范围内相对介电常数高达4.6×10^4~5.5×10^4,而介电损耗只有0.09左右,且摩尔分数2%PbO和0.5%Nb2O5共掺杂的CCTO陶瓷的相对介电常数在4×10^4左右.因此,PbO和Nb2O5共掺杂可以在增加CCTO陶瓷介电常数的同时降低其介电损耗.结合阻抗谱分析表明,CCTO陶瓷的介电损耗在低频下由晶界电阻决定,在高频下主要受晶粒电容的影响,而介电常数的大小取决于晶粒尺寸和晶界极化,符合IBLC模型.

Y^3+掺杂BaTiO3陶瓷的介电弛豫特性研究35-42

Ag-10Pd结构及陶瓷中的电解质对银迁移的影响43-47

摘要：研究了以Ag-10Pd混合粉、合金粉和核壳结构粉末分别作为导电相的电极在Al2O3陶瓷电路中的银迁移情况,也考察了Al2O3陶瓷受不同电解质浸泡对银迁移的影响.结果表明,采用合金化的银钯电极具有最佳的抗银迁移能力,其次是核壳结构的银钯结构电极.银在迁移过程中,负电极首先形成絮状析出物,从负极向正极形成树枝状析出物并逐渐长大成为粗枝和片状.电解质浸泡陶瓷对电极银迁移速度有显著影响,即使经0.01 mmol/L极低浓度的电解质浸泡后,银的迁移速度也会成倍增加.本文为高可靠性电路制造提供重要的电极材料优化方案和电路失效分析的依据.

NiCuZn铁氧体基复合材料表面波吸波特性研究48-52

摘要：制备了可以适用于P波段的NiCuZn铁氧体基复合材料,研究了基于NiCuZn铁氧体的复合型吸波材料对P波段电磁波表面波抑制的影响.并基于Stratton提出的表面波衰减率计算方法,分析了表面波衰减率与吸波材料厚度的关系,研究了不同电磁波铁氧体吸收剂含量的复合型吸波材料所对应的表面波吸波频带.研究结果表明:随着复合材料中铁氧体吸收剂质量占比的增大,其电磁参数均随之增大;当铁氧体与石蜡质量比为5:1时,厚度为10 mm的复合型吸波材料具有最好的表面波衰减率;吸波材料在570~998 MHz的表面波衰减率均大于20 dB/m.

大功率LEDs用YMASG:Ce橙光陶瓷的制备与应用53-59

摘要：为了提高传统发光二极管(LEDs)的热稳定性和解决红光成分缺失的问题,基于超细粉体原料反应烧结制备了Y3-x Mg2 AlSi2 O12:xCe^3+(YMASG:Ce)荧光陶瓷.采用XRD、SEM、PL等测试方法研究了其组成、微结构和发光性能.结果表明:1520℃是YMASG:Ce陶瓷的最佳烧结温度,含第二相MgY4 Si3 O13仍呈致密化结构.在460 nm蓝光激发下,YMASG:Ce陶瓷发光波长为582~600 nm,与蓝光芯片封装后LEDs发出利于人眼健康的低色温光;当掺Ce^3+量x=0.005时,LEDs的色温为2398 K,显色指数为77.6,光效为37.3 lm/W,发光性能优异.与荧光粉相比,YMASG:Ce橙光陶瓷具有高热稳定性,在大功率LEDs照明上有广阔应用前景.

Cu掺杂对Cu-Mn-Co-Ni-O薄膜结构和性能的影响60-66

摘要：通过金属有机物热分解法制备了结构为Ag/NTC/SiO2/Si的薄膜NTC(负温度系数)热敏电阻,研究了Cu掺杂对CuxMn1.56Co0.96Ni0.48O4+y[x=0~0.25,(x+3)/(4+y)=3/4]薄膜结构和性能的影响,并对其导电机理进行了分析.结果表明,少量Cu(x≤0.2)掺杂可以迅速降低薄膜的室温电阻值,过量则会导致薄膜产生孔隙和缺陷;Cu主要以Cu+形式存在并占据A位;随着Cu掺杂量的增加,会使Cu^+和Mn^3+/Mn^4+离子对的含量占比均增加,促进两种电子跳跃机制导电.当x=0.2时,薄膜电阻有最佳的性能:R25=0.082 MΩ,B25/50=3250 K.

正交氧化钼传感器的制备和硫化氢气敏性能研究67-71

摘要：利用水热法制备了α-MoO3纳米棒传感器材料,进而制备了α-MoO3纳米棒粉末的平面型气体传感器,并基于CGS-1TP智能气体检测分析系统研究了其对H2S气体的气敏特性.结果表明:制备的α-MoO3材料结构呈现棒状形态,平均长度和宽度分别约为300 nm和100 nm.制备的α-MoO3纳米棒传感器对体积分数为20×10^-6的H2S进行气体响应测试的最佳操作温度为180℃,对应的气体响应值为14.92,响应和恢复时间分别为7 s和11 s,同时对体积分数为10×10^-6~100×10^-6的H2 S表现出较高的线性度和优异的稳定性.

基于石墨烯/PDMS介质层的柔性压力传感器72-75

摘要：提出了一种以石墨烯/PDMS为介质层的柔性压力传感器,主要介绍了石墨烯/PDMS介质层和柔性压力传感器的制备方法,研究了石墨烯浓度和石墨烯/PDMS介质层厚度对传感器灵敏度的影响.利用压力机和阻抗分析仪对柔性压力传感器进行了测试,结果表明柔性压力传感器有大的工作范围(0~20 kPa)和高的灵敏度(在0~3 kPa的灵敏度为0.3 kPa^-1,3~8 kPa的灵敏度为0.06 kPa^-1,8~20 kPa的灵敏度为0.017 kPa^-1);同时传感器的可恢复性和重复性能良好,可灵敏地检测手指的弯曲,在机器人皮肤和智能穿戴领域有着广阔的应用前景.

电解液中金属离子对高压光箔腐蚀行为影响的研究76-81

摘要：采用极化曲线和计时电位曲线考察了盐酸-硫酸电解液中金属离子对高压光箔腐蚀电化学行为影响,利用扫描电子显微镜(SEM)分析了金属离子对光箔腐蚀形貌和性能的影响.结果表明,电解液中单独添加Fe^3+或Cu^2+后,自腐蚀电位都正移,由于强的局部微电池效应,Cu^2+的影响相对Fe^3+更显著;单独添加Fe^3+后,击穿电位下降,而击穿电位随Cu^2+添加量的增加先增加后降低;Fe^3+对蚀孔形貌的影响与其浓度有关,峰值孔径随Fe^3+添加量的增加先增大后减小;而Cu^2+对峰值孔径影响较小,但会减少蚀孔密度;另外,添加少量Fe^3+有利于提升阳极箔520 V比容,从0.816×10^-6 F·cm^-2增加到0.828×10^-6 F·cm^-2,而添加Cu^2+会降低阳极箔性能.

微型化器件中多晶Cu晶向排布对其受压力学特性的影响仿真研究82-86

摘要：为系统研究多晶Cu材料晶向排布对其受压力学特性的影响,通过采用晶体塑性有限元的方法模拟了不同晶向Cu的纳米压痕试验过程.仿真结果表明,从受力变形特点来看,当载荷为几何对称压入时,对称于压入面的两对滑移系呈现对称滑移,对应于各个方向的滑移系产生的塑性变形也呈现对称分布;当压入模式为非对称压入时,不同滑移面的各个滑移系产生的塑性应变均不对称;从受力响应来看,压入方向越趋向于垂直于密排面{111},压入载荷水平越高,在压入深度从100 nm增加至500 nm过程中,伴随压入方向与密排面夹角从0°增加至54.732°,压入载荷从5.090 mN增加至5.674 mN.上述结论对Cu晶向择优和微互连设计具有重要的指导意义,有利于微互连结构可靠性的提升.

基于半模基片集成波导的片上小型化太赫兹滤波器87-90

摘要：为了满足片上太赫兹(THz)通信系统的需要,并验证硅锗双极-互补金属氧化物(SiGe BiCMOS)工艺应用于太赫兹无源器件的性能,设计了一款小型化带通滤波器.该滤波器通过在半模基片集成波导(HMSIW)上加载互补开口谐振环(CSRR)来实现小型化和滤波特性.采用商业电磁仿真软件对滤波器结构进行优化,滤波器的最终尺寸为800μm×360μm.仿真结果表明:滤波器中心频率为140 GHz,带宽为5%,最小插入损耗为2.6 dB.低插入损耗和小型化使得该滤波器适用于片上太赫兹通信系统.

应用于电小接收天线的非福斯特匹配网络研究91-98

摘要：传统无源电路匹配的电小天线因受到增益-带宽约束条件的限制而无法广泛使用.为突破该限制,采用基于运算放大器的接地型负阻抗变换器设计了非福斯特匹配电路,实现了电小接收天线的宽带匹配.并且,基于理想运算放大器的特性,分析了非福斯特电路的负阻抗转换性能,研究了非福斯特电路匹配电小接收天线的实现过程,最后通过实物加工与测试,验证了所设计的非福斯特电路对电小接收天线的性能改善.测试结果表明,在10~20 MHz频段内,非福斯特电路能够将电小天线的输入阻抗匹配到50Ω,S11在整个频段内小于-15 dB;加载非福斯特电路对电小天线接收增益的改善在整个频段内大于2.5 dB,其中在10~16.5 MHz内提高了8.5 dB,验证了所设计非福斯特匹配电路的可行性与有效性.

基于超表面的钝二面角结构后向散射增强设计99-105

摘要：为了增强钝二面角结构在近掠入射条件下的后向雷达散射截面,提出了基于超表面加载的有效设计.通过对钝二面角结构的两个平面进行入射角与反射角分析,确定了超表面的加载区域与反射相位梯度.根据所计算的反射相位分布,获得了超表面的各单元尺寸.全波仿真结果表明,对于10 GHz设计频率,经过超表面双面加载的钝二面角结构,在phi极化与theta极化电磁波照射时后向雷达散射截面分别增强了16.5 dB与13.3 dB.进一步,对双站散射的分析验证了超表面加载对钝二面角结构反射方向的有效控制是后向雷达散射截面增强的重要基础.

电子元件与材料杂志技术与应用

激光器芯片烧结用AuSn薄膜焊料制造技术研究106-110

摘要：共晶成分的金锡合金焊料AuSn20,具有较高的热导率、剪切强度、抗热疲劳性和抗腐蚀性,在高功率电子器件和光电子器件封装中应用广泛.本文在AlN陶瓷基板上,通过分层电镀Au/Sn/Au三层薄膜并合金化的方法,在AlN陶瓷表面制备了一种预制AuSn20合金焊料的基板.分析了焊料的成分及性能,结果满足国军标GJB 548B-2005《微电子器件试验方法和程序》的剪切强度要求.用该基板封装激光二极管后达到设计功率,光功率效率为35%.