1 华中科技大学 机械科学与工程学院, 湖北 武汉 430074
2 华中科技大学 航空航天学院, 湖北 武汉 430074
3 中国科学院 深圳先进技术研究院, 广东 深圳 518055
芯片级封装是实现高光密度白光LED和减小封装体积的一种重要途径, 而目前芯片级白光LED存在荧光层老化、荧光粉热猝灭等问题, 严重影响白光LED的性能和可靠性。为此, 本文结合荧光玻璃的技术优势, 提出了荧光玻璃封装芯片级白光LED, 并分析了白光LED光热性能。利用丝网印刷和低温烧结工艺在玻璃基片表面制备了荧光玻璃层, 从而获得了晶圆级荧光玻璃片, 再切割成芯片级荧光玻璃用于白光LED封装。分析了荧光玻璃层的微观形貌, 荧光粉颗粒内嵌在玻璃基体中, 膜层致密、无明显残余气孔; 通过调节荧光玻璃层厚度优化了白光LED光学性能, 当荧光玻璃层为120 μm时, 白光LED获得了最优光学性能, 光效、色温和色坐标分别为111.8 lm/W、6 876 K和(0.307 4,0.321 4); 分析了荧光玻璃封装结构对白光LED光热性能的影响, 荧光玻璃层靠近LED芯片封装具有更高的光效和更低的色温, 同时白光LED表面温度更低。
白光LED 芯片级封装 荧光玻璃 光热性能 white LED chip-scale packaging phosphor-in-glass photothermal performance
Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory of Digital Manufacturing Equipment and Technology, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
This Letter presents a novel approach to enhance the fringe contrast (visibility) in a digital off-axis hologram digitally, which can save several adjustment procedures. In the approach, we train a pair of coupled dictionaries from a low fringe contrast hologram and a high one of the same specimen, use the dictionaries to sparse code the input hologram, and finally output a higher fringe contrast hologram. The sparse representation shows good adaptability on holograms. The experimental results demonstrate the benefit of low noise in a three-dimensional profile and prove the effectiveness of the approach.
090.1995 Digital holography 100.2980 Image enhancement Chinese Optics Letters
2016, 14(6): 060901
华中科技大学 数字制造装备与技术国家重点实验室, 武汉 430074
3D-IC技术被看作是应对未来半导体产业不断增长的晶体管密度最有希望的解决方案,而微凸点键合技术是实现3D集成的关键技术之一.采用电镀工艺制作了直径为50μm、间距为130μm的高密度Cu/Sn微凸点,分析了不同预镀时间及电流密度对Cu微凸点形成质量的影响,并使用倒装焊机实现了高密度Cu/Sn微凸点的键合.利用直射式X射线、分层式X射线对键合样片进行无损检测,结果表明键合对准精度高,少量微凸点边缘有锡被挤出,这是由于锡层过厚导致.观察键合面形貌,可以发现Cu和Sn结合得不够紧密.进一步对键合面金属间化合物进行能谱分析,证实存在Cu6Sn5和Cu3Sn两种物质,说明Cu6Sn5没有与Cu充分反应生成稳态产物Cu3Sn,可以通过增加键合时间、减少Sn层厚度或增加退火工艺来促进Cu3Sn的生成.
3D集成 Cu/Sn微凸点 电镀 键合 金属间化合物 3D integration Cu/Sn microbump electroplating bonding intermetallic compound
华中科技大学 数字制造装备与技术国家重点实验室, 武汉 430074
研究了倒装芯片中UBM制备和焊球回流工艺流程。通过改变阻挡层Ni和浸润层Cu的厚度, 结合推拉力测试实验, 探究了SnAgCu焊点剪切强度的变化规律。研究结果表明, UBM中阻挡层Ni对SnAgCu焊点的力学性能影响最大, 而浸润层Cu厚度的增加也能提高SnAgCu焊点的力学性能。进一步对推拉力实验后的焊点形貌进行了SEM观察和EDS分析, 得到了焊盘剥离、脆性断裂、焊球剥离、韧性断裂四种不同的焊点失效形式, 代表着不同的回流质量, 而回流质量主要由UBM的成分和厚度决定。研究结果为倒装焊工艺的优化提供了理论指导。
倒装芯片 阻挡层 浸润层 推拉力 失效形式 flip chip barrier layer wetting layer ball shear failure mode
1 华中科技大学 数字制造装备与技术国家重点实验室，武汉 430074
2 湖北工业大学 机械工程学院，武汉 430068
基于氧等离子体活化的硅硅直接键合是一种新型的低温直接键合技术。为了优化工艺参数，得到高质量的键合硅片，选用正交试验法，研究了氧等离子体活化时间、活化功率、氧气流量三个重要的工艺参数对键合的影响，并采用键合率评估键合质量。研究结果表明，活化功率对键合率的影响最大，氧气流量次之，活化时间对结果影响最小，据此结论，在上述工艺中需重点关注活化功率和氧气流量的参数选择。
氧等离子体 硅硅直接键合 正交试验 oxygen plasma silicon direct bonding orthogonal experiments
华中科技大学 数字制造装备与技术国家重点实验室, 武汉 430074
传统的倒装芯片无损检测技术并不能完全满足倒装焊检测需要，为此提出了一种基于主动红外的倒装芯片缺陷检测方法。通过非接触方式对倒装芯片施加热激励，并结合红外测温设备检测芯片温度分布情况，从而对芯片内部缺陷进行诊断与识别。实验研究表明，该方法能较好地检测出倒装焊点缺陷，可应用于倒装焊芯片的缺陷检测与诊断研究。
倒装芯片 主动红外 缺陷检测 flip-chip active thermography defect inspection
华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室, 湖北 武汉 430074
Morpho蝴蝶的颜色效应是由蝴蝶鳞翅上特殊的分级微纳结构与光发生干涉、衍射和散射等作用引起的，是一种典型的结构色。以严格耦合波理论（RCWA）为基础，借助光学衍射结构综合设计工具，建立了仿蝴蝶鳞翅分级结构的二维模型，系统分析了底层电介质单元横向周期占空比、纵向相邻电介质单元宽度差值、介质层纵向周期占空比以及脊柱与基底之间夹角等结构参数对Morpho蝴蝶鳞片光学特性的影响。揭示了蝴蝶鳞翅结构色的显色机理，为具有环境检测功能的仿生微纳结构和器件的设计、制造和应用提供了理论指导。
生物光学 光学特性 严格耦合波理论 Morpho蝴蝶 分级结构
华中科技大学 机械科学与工程学院, 武汉 430074
设计了一个用于惯性约束核聚变诊断设备定位与对准的搭载平台。该平台采用三自由度混联机构, 具有进行两转动一平动的姿态调节能力。给出了平台输出件末端位置的反解及正解的封闭解形式。在此基础上, 利用矩阵法结合从运动学方程得到的结论, 推导出驱动杆杆长误差、球铰虎克铰间隙误差和球销副间隙定位误差与搭载平台终端位姿误差的映射关系。利用蒙特卡罗方法模拟分析了各几何误差源对搭载平台终端定位能力的影响。球销副的绝对误差较大并处于动平台的支撑点, 所以它对搭载平台终端定位精度的影响较大。在不同姿态角相同误差输入条件下, 对搭载平台终端误差输出进行了仿真, 结果表明: 俯仰角变化对输出误差的影响比偏航角变化的影响要大1～2倍。
诊断设备搭载平台 混联机构 误差模型 蒙特卡罗模拟 diagnostic instrument manipulator hybrid manipulator error molding Mote Carlo simulation
1 暨南大学 电气自动化研究所,广东 珠海 519070
2 华中科技大学 数字制造装备与技术国家重点实验室,武汉 430074
3 武汉光电国家实验室(筹) 光电材料与微纳制造研究部,武汉 430074
为实现微/纳结构三维形貌的高精度测量,提出利用显微干涉技术和偏振技术相结合的方法来研制微/纳结构三维形貌亚纳米级精度测试系统。首先,利用五步相移干涉技术采集5 幅带有π/2 相移增量的干涉条纹图。然后,通过Hariharan 五步相移算法得到包裹相位图。最后,利用分割线相位去包裹算法和相位高度关系转换得到微/纳结构三维形貌。在测试过程中通过偏振片产生强度可调的线偏振光,再由1/2 波片改变偏振光在分光镜中的分光比,补偿参考镜与试件的反射性能差异,可得到亮度适中且对比度高的干涉条纹图,从而有利于实现微/纳结构三维形貌的高精度测量。系统的轮廓算术平均偏差Ra 的重复测量精度可达0.06 nm,最大示值误差不到±1%,示值变动性不到0.5%。通过对标准多刻线样板、硅微麦克风膜和硅微陀螺仪折叠梁的三维形貌测量验证了系统的有效性和实用性。
微/纳结构 显微干涉 偏振技术 三维形貌 micro/nano structures microscopic interferometry polarization technique 3D profile
1 桂林电子科技大学 机电工程学院,广西桂林541004
2 华中科技大学 机械科学与工程学院,湖北武汉430074
3 武汉光电国家实验室(筹),湖北武汉430074
激光电化学刻蚀是将激光加工技术和电化学加工技术有机结合起来而形成的一种复合型刻蚀工艺。为了研究电解液对激光电化学刻蚀硅的影响,本文采用248nm KrF准分子激光作为光源聚焦照射浸在KOH溶液中的阳极半导体n-Si上,实现激光诱导电化学刻蚀。在实验的基础上,研究了化学溶液对激光电化学刻蚀Si的刻蚀表面形貌和刻蚀速率的影响,并对其产生的原因进行了分析。试验结果表明:化学溶液对刻蚀工艺的影响主要来源于不同浓度的溶液对激光的吸收和折射;采用吸收率较小、浓度较低的溶液和控制液膜厚度能有效减小溶液飞溅和溶液折射。本文中,溶液的厚度控制在1mm左右。
准分子激光 电化学 刻蚀 溶液 Excimer laser electrochemical etching solution
