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碳化硅器件挑战现有封装技术

碳化硅器件挑战现有封装技术

摘要：碳化硅（SiC）器件的新特性和移动应用的功率密度要求给功率器件的封装技术提出了新的挑战。现有功率器件的封装技术主要是在硅基的绝缘栅双极晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）和金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET）等基础上发展起来的，并一直都在演进，但这些渐进改良尚不足以充分发挥SiC器件的性能，因而封装技术需要革命性的进步。在简述现有封装技术及其演进的基础上，主要从功率模块的角度讨论了封装技术的发展方向。同时讨论了功率模块的新型叠层结构以及封装技术的离散化、高温化趋势，并对SiC器件封装技术的发展方向做出了综合评估。
光电 2024年04月29日
交叉纳米图形转移压印制备晶圆级金属超表面

交叉纳米图形转移压印制备晶圆级金属超表面

摘要：目的开发一种金属超表面高通量制备方法。方法电子束曝光法制备硅基原始模具并通过热压印复制多个IPS子模具，制备PET-IPS 复合工作模具并利用多次交叉式纳米压印高效率制备出晶圆级硅基超表面模具。在此基础上，基于相对黏附力控制，通过复制模具、热蒸发、压印等步骤将高精度金属超表面结构转移至目标基底。通过模具形貌表征与金属超表面结构转移率测试等实验，分析制备技术的模具结构深度均一性以及金属纳米结构转移完整性。结果经过多次剂量对照，在0.7μC/cm2 剂量下曝光出3mm×30mm的硅原始模具，其最小微纳结构尺寸为100nm，尺寸误差在4%以下，具有良好的一致性。通过交叉纳米图形转移压印技术实现4英寸晶圆级金属超表面制备，与传统步进重复式纳米压印相比，该技术将超表面纳米图案制备效率提升了7.6倍，4英寸硅基超表面模具深度差异在7%以下，金属超表面结构转移率接近100%。结论交叉纳米图形转移压印技术可有效提高晶圆级金属超表面制备效率并降低制备成本，在光学成像、光通信、传感等领域具有广阔的应用前景。
光电 2026年06月05日
基于纤维素纳米纤维的电磁屏蔽材料研究进展

基于纤维素纳米纤维的电磁屏蔽材料研究进展

摘要：纤维素纳米纤维 (CNFs)作为一种新型的一维纳米材料，具有来源广泛、长径比高、力学性能优异等特点。以CNFs为载体或增强相通过不同的方法可以制备出多种多样的电磁屏蔽功能复合材料，如气凝胶、薄膜和海绵等。本文基于电磁屏蔽的原理，综述了CNFs基电磁屏蔽材料的制备方法及研究进展，并比较了不同的CNFs 基电磁屏蔽材料在结构和性能上的差异，最后对CNFs基电磁屏蔽功能复合材料未来的发展方向进行了展望。
光电 2025年06月13日
基于TSV倒装焊与芯片叠层的高密度组装及封装技术

基于TSV倒装焊与芯片叠层的高密度组装及封装技术

摘要：系统级封装（SiP）及微系统技术能够在有限空间内实现更高密度、更多功能集成，是满足宇航、武器装备等高端领域电子器件小型化、高性能、高可靠需求的关键技术。重点阐述了基于硅通孔（TSV）转接板的倒装焊立体组装及其过程质量控制、基于键合工艺的芯片叠层、基于倒装焊的双通道散热封装等高密度模块涉及的组装及封装技术，同时对利用TSV 转接板实现多芯片倒装焊的模组化、一体化集成方案进行了研究。基于以上技术实现了信息处理SiP模块的高密度、气密性封装，以及满足多倒装芯片散热与CMOS图像传感器（CIS）采光需求的双面三腔体微系统模块封装。
光电 2024年04月29日
典型光学硬脆材料的原子级抛光技术发展现状

典型光学硬脆材料的原子级抛光技术发展现状

摘要：随着精密制造技术的发展，光学系统对器件表面质量提出原子级精度要求。典型光学硬脆材料具有硬度高、塑性低及脆性断裂特征，在获得粗糙度低于0.2 nm 的原子级光滑表面过程中面临诸多挑战。基于此，系统综述晶体材料（如单晶硅、蓝宝石）与非晶材料（如熔融石英）在加工响应及去除机制方面的差异，梳理化学机械抛光（CMP）、离子束抛光（IBP）、磁流变加工（MRF）、等离子体辅助原子迁移（PAMM）等代表性技术路径。针对单晶硅和蓝宝石，探讨了CMP 浆料优化、晶面差异响应、超声辅助等精度提升方法。针对非晶材料熔融石英，归纳了绿色浆料、核壳磨料、多能场辅助及技术联用路径，并对比了多项原子级抛光技术的特点。除粗糙度指标外，还总结了亚表面损伤控制的形成机制和抑制策略，分析了原子级抛光技术在微裂纹抑制和缺陷最小化方面的潜力。最后展望了构建统一去除模型、开发绿色抛光体系、强化能场机制研究及集成多技术联用等未来发展方向，以支撑原子级制造向高效、绿色、智能演进。
光电 2026年05月21日
光电催化与人工光合作用还原CO2研究进展

光电催化与人工光合作用还原CO2研究进展

摘要：随着工业化的不断发展，化石燃料的过度使用产生的CO2导致了温室效应等问题，已经引起国际社会的高度关注，并制定了一系列应对措施。因此，对大气中CO2的还原回收技术研发具有迫切性和重要意义。光电催化是目前可用于还原CO2的具有良好应用前景的技术之一，为了对该技术进行更深入的研究，推动其实际应用，本文首先阐述了光催化、电催化、光电催化还原CO2的基本原理和优缺点，并举例介绍了各类催化剂还原CO2的效率。由于光催化是光合作用中的重要步骤之一，接着重点分析了光合作用在还原CO2研究现状和前景，提出人工光合作用还原CO2可行性与潜力。本文旨在为人工光合作用还原CO2提供新思路和参考，为减少大气中CO2的积累和应对当前的环境挑战提供新的见解和视角。
光电 2025年05月30日
基于光热转换的光驱动柔性致动器

基于光热转换的光驱动柔性致动器

摘要：柔性致动器作为一种新型能量转化器件，能够将外部环境的光、热、电、湿度等能量转化为机械能。它具有轻量化、小型化和智能化等特点，在人造肌肉、微型机械臂和柔性机器人等领域中逐渐得到广泛应用。其中，光驱动柔性致动器由于具有非接触式操作、快速响应、可编程和多功能性等优势，受到了众多研究学者的关注。本文旨在系统总结光热转换材料在柔性致动器中的最新研究进展。首先介绍柔性基底的选择，其次讨论不同类型光热转换机制的光热转换材料，探讨这些材料的基本特性及其在柔性致动器中的具体应用，如柔性机器人、柔性抓取器和振荡器等。最后分析当前柔性致动器设计所面临的挑战并对未来研究可能存在的问题及其潜在解决方案给予讨论，以期为光热转换材料在柔性致动器中的应用提供参考。
光电 2025年08月26日
高温SOI技术的发展现状和前景

高温SOI技术的发展现状和前景

摘要：高温绝缘层上硅（SOI）技术突破了体硅半导体器件的高温困境，已被广泛应用于石油天然气钻探、航空航天和国防装备等尖端领域。近年来，第三代宽禁带半导体功率器件已日趋成熟和普及，其中SiC 器件以其先天的耐高压、耐高温等特性，与高温SOI 器件是非常理想的搭配，适用于原本体硅半导体功率器件难以实现或根本不能想象的应用场景，为系统应用设计者提供了全新的拓展空间。在简述体硅半导体器件高温困境的基础上，综述了高温SOI技术的发展现况，并探讨了其未来的发展方向和应用前景。
光电 2024年04月29日
半导体材料闪烧机理及制备研究进展

半导体材料闪烧机理及制备研究进展

摘要：半导体材料作为工程材料和光电材料的重要组成部分,在新能源、通信电子、生物医疗、航空航天等领域具有广泛的应用前景。但半导体材料多为离子键或共价键化合物,采用传统烧结工艺制备致密陶瓷材料所需的烧结温度较高,保温时间较长,不可避免地会引起晶粒粗化及气孔残留,进而影响陶瓷材料的各项性能。目前,低温烧结制备半导体材料引起了研究人员的广泛关注,闪烧技术制备陶瓷材料成为其中的研究热点。本文立足理论与应用两方面,系统综述了半导体材料闪烧技术的研究进展,阐述了该烧结新技术在高性能半导体材料制备过程中的优势及应用前景,以期为闪烧技术的机理、工艺优化及应用拓展提供研究方向。
光电 2026年05月15日
紫外LED研究进展

紫外LED研究进展

摘要：氮化物紫外LED的发光波长覆盖210~400nm的紫外波段，可广泛应用于工业、环境、医疗和生化探测等领域。近年来紫外LED的技术水平发展迅速，器件性能不断提升。由于高Al组分AlGaN材料的固有特性，目前深紫外LED的外量子效率和功率效率仍有大量提升空间。综述了近年来AlGaN基紫外LED的研究进展，阐述了限制其性能的AlGaN外延质量、高Al组分AlGaN材料的掺杂效率、紫外LED量子结构、紫外LED光提取效率及可靠性等核心难题以及取得的重要研究进展。预计到2025年，深紫外LED的量产单芯片光输出功率可突破瓦级，功率效率有望提升至20%以上，寿命达到万小时级别。
光电 2024年05月15日