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铝合金电子束焊接钉尖缺陷形成机理分析
1
作者 王廷 崔宏健 +2 位作者 宋德斌 任科先 曾如川 《焊接学报》 北大核心 2025年第10期9-14,共6页
文中采用数值模拟方法研究了5B70铝合金电子束焊接钉尖缺陷特征及其形成过程与熔池流动和匙孔演变的关系.首先提出了基于射线追踪的电子束焊接热源模型,同时模型中考虑了功率密度在金属蒸气中的衰减,其次建立了综合的焊接流场模型,考虑... 文中采用数值模拟方法研究了5B70铝合金电子束焊接钉尖缺陷特征及其形成过程与熔池流动和匙孔演变的关系.首先提出了基于射线追踪的电子束焊接热源模型,同时模型中考虑了功率密度在金属蒸气中的衰减,其次建立了综合的焊接流场模型,考虑了表面张力、重力、浮力、反冲压力和马兰戈尼对流等主要作用力.分析了钉尖缺陷产生的原因.结果表明,钉尖缺陷的动态演化过程受液态金属流动、温度变化和固/液界面推进速率的综合影响.钉尖缺陷内壁不光滑特征源于冷却速率和液体流动引发的非均匀凝固行为.熔池底部液态金属有限的体积和较差的流动性导致钉尖缺陷容易出现在焊缝根部位置.通过适当工艺使匙孔保持张开的状态,降低熔池底部温度梯度,可以提高匙孔稳定性,改善熔池底部流动性,有助于抑制钉尖缺陷的产生. 展开更多
关键词 电子束焊接 钉尖缺陷 数值模拟 熔池流动 电子束热源 铝合金
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制冷站双目标权重自适应非线性预测控制
2
作者 魏东 闫畔 冯浩东 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期49-58,共10页
针对传统制冷站控制系统易产生振荡,且无法实现系统性能整体优化的问题,本文提出一种制冷站非线性预测控制策略,优化目标函数设计为满足建筑冷量需求的同时,尽可能提高系统整体能效.为解决上述两个优化目标之间的矛盾关系,本文采用模糊... 针对传统制冷站控制系统易产生振荡,且无法实现系统性能整体优化的问题,本文提出一种制冷站非线性预测控制策略,优化目标函数设计为满足建筑冷量需求的同时,尽可能提高系统整体能效.为解决上述两个优化目标之间的矛盾关系,本文采用模糊逻辑设计了优化目标权重自适应模块,实时求取权重因子最优解;针对非线性系统在线优化求解困难问题,本文提出了基于神经网络的非线性滚动优化算法,采用神经网络作为反馈优化控制器,并将系统优化目标函数作为在线寻优性能指标,结合Euler-Lagrange方法和随机梯度下降法对控制器权值和阈值进行在线寻优,算法计算量小,占用存储空间适中,便于采用低成本的现场控制器实现制冷站预测控制.仿真实验结果表明,本文所提出的预测控制策略与PID控制相比,在未加入优化目标函数权重自适应模块情况下,系统平均能效比提高约32.5%;进行优化目标函数权重自适应寻优后,系统平均能效提高约39.43%. 展开更多
关键词 制冷站 非线性系统 预测控制 神经网络 权重自适应 模糊逻辑 双目标优化
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可控型静压气体密封结构参数对密封性能的影响实验研究 被引量：3
3
作者 闫欣欣 郑娆 +4 位作者 李双喜 贾宇宁 陈杨 李梦竹 张敬博 《机电工程》 CAS 北大核心 2023年第10期1483-1492,共10页
可控型静压密封具有泄漏量低、开启力高和气膜刚度大的特点。但由于运行时的工况条件不断发生变化,可控型静压密封也存在泄漏失效问题。针对可控型静压密封在恒定转速和被密封介质压力下的泄漏问题,建立了可控型静压密封气膜流场模型,... 可控型静压密封具有泄漏量低、开启力高和气膜刚度大的特点。但由于运行时的工况条件不断发生变化,可控型静压密封也存在泄漏失效问题。针对可控型静压密封在恒定转速和被密封介质压力下的泄漏问题,建立了可控型静压密封气膜流场模型,针对不同结构参数下的可控型静压密封性能进行了研究,揭示了结构参数对可控型静压密封的影响机理。首先,根据可控型静压密封原理,确定了泄漏量、气膜厚度、气膜刚度为密封性能参数;然后,采用了有限元方法,建立了可控型静压密封的分析模型,确定了研究的工况参数,设计了数值模拟分析的计算研究路线,通过计算获得了可控型静压密封的密封性能随节流孔、均压槽、端面宽度参数的变化趋势和规律;最后,自主设计了一套可控型静压密封试验装置,并进行了装置的运转试验,通过测量可控型静压密封的总泄漏量,对数值模拟结果的准确性进行了验证,得到不同结构参数对可控型静压密封泄漏量的影响规律。研究结果表明:当静压密封装置的节流孔数量在8个~12个,直径在0.15 mm~0.25 mm之间,均压槽位置距离密封内侧约0.5 mm处,端面宽度控制在23 mm~27 mm范围内时,可控型静压密封装置具有最优的密封性能。 展开更多
关键词 非接触型密封 可控型静压密封 泄漏失效 密封性能参数 数值模拟 节流孔 均压槽 端面宽度
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高温热处理a面AlN表面形貌演变机理 被引量：2
4
作者 隋佳恩 贲建伟 +8 位作者 臧行 蒋科 张山丽 郭冰亮 陈洋 石芝铭 贾玉萍 黎大兵 孙晓娟 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期810-817,共8页
非极性a面AlN(a-AlN)能够从根本上解决极性AlN引起的量子限制斯塔克效应问题,是提升AlGaN发光器件效率的有效途径。但是,非极性AlN生长面临更大的挑战,目前难以实现低缺陷密度、高平整表面的非极性a-AlN。高温热处理是一种提高AlN质量... 非极性a面AlN(a-AlN)能够从根本上解决极性AlN引起的量子限制斯塔克效应问题,是提升AlGaN发光器件效率的有效途径。但是,非极性AlN生长面临更大的挑战,目前难以实现低缺陷密度、高平整表面的非极性a-AlN。高温热处理是一种提高AlN质量的有效方法,但在热处理过程中,非极性a-AlN的表面形貌演变的物理机理尚不明确,直接影响了a-AlN表面改善与质量提升。本研究通过对a-AlN薄膜在不同条件下进行高温热处理,对样品的表面形貌演变过程进行了表征与分析,并结合第一性原理计算,揭示了高温热处理对非极性a-AlN表面的影响及其物理机理。结果表明,在高温热处理过程中Al、N原子更趋向于从a面与m面分解,而在c面吸附,使得a-AlN样品表面在高温热处理过程中出现了沿c轴方向的高取向性条纹原子台阶形貌,进而提高a-AlN材料质量。本研究为实现高质量非极性a-AlN材料及紫外发光器件提供了重要基础。 展开更多
关键词 a-AlN 高温热处理 表面形貌演变 结合能
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库仑型静电卡盘吸附力受电极结构及晶圆氧化层影响的研究 被引量：2
5
作者 孙诗壮 赵晋荣 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期681-688,共8页
静电卡盘是半导体领域中关键器件,主要起到支撑固定晶圆的作用。文章利用麦克斯韦仿真软件计算了静电卡盘工作时,电极周围电压分布,得到了电极边缘效应小于4%,电极边缘效应对吸附力的影响可以忽略不计的结论;并依据等效电容的方法建立... 静电卡盘是半导体领域中关键器件,主要起到支撑固定晶圆的作用。文章利用麦克斯韦仿真软件计算了静电卡盘工作时,电极周围电压分布,得到了电极边缘效应小于4%,电极边缘效应对吸附力的影响可以忽略不计的结论;并依据等效电容的方法建立了计算库仑型静电卡盘吸附力的仿真模型。研究搭建了真空腔室,并依据气体背吹法,测试了两款具有不同电极结构的静电卡盘的吸附力,以及静电卡盘对不同材料晶圆的吸附力。实验与仿真的结果表明,库仑型静电卡盘吸附力的大小与电极面积成正比,电极结构几乎不会影响静电卡盘的吸附力;相同吸附电压下,对于背面氧化层厚度在500 nm以内的晶圆来说,晶圆的氧化层对库仑型静电卡盘吸附力的影响低于2%,可以忽略。文章的研究对库仑型静电卡盘的设计及优化具有重要指导意义。为半导体设备的发展提供重要的理论基础。 展开更多
关键词 静电卡盘 静电场 氧化层 背吹气法 等效电容方法
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一种在深硅刻蚀工艺中减小底部圆角的方法 被引量：1
6
作者 林源为 赵晋荣 《半导体技术》 CAS 北大核心 2022年第1期42-45,64,共5页
由于存在化学刻蚀的各向同性作用,不可避免地会在等离子体深硅刻蚀工艺中出现底部圆角,而过大的底部圆角给许多工艺应用带来不利影响。为了减小在等离子体深硅刻蚀中的底部圆角,对埋入式扇出型封装中的硅微腔刻蚀和2.5D封装中的硅通孔(T... 由于存在化学刻蚀的各向同性作用,不可避免地会在等离子体深硅刻蚀工艺中出现底部圆角,而过大的底部圆角给许多工艺应用带来不利影响。为了减小在等离子体深硅刻蚀中的底部圆角,对埋入式扇出型封装中的硅微腔刻蚀和2.5D封装中的硅通孔(TSV)刻蚀进行了研究。通过在BOSCH工艺中引入偏置电极功率递增和单步沉积时间递增的组合,硅微腔和TSV中的底部圆角高度分别从13.6μm和12μm减小到了6.6~10.0μm和8.4μm。该方法有望实际应用于微电子机械系统(MEMS)器件的制造和电子器件的先进封装等领域。 展开更多
关键词 深硅刻蚀 减小底部圆角 硅微腔 硅通孔(TSV) 先进封装
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晶圆材料对J-R型静电卡盘吸附力影响的研究
7
作者 孙诗壮 赵晋荣 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期554-562,共9页
静电卡盘是半导体以及光学设备中关键器件之一,主要起到固定衬底快速加热的作用。本研究中搭建了真空腔室平台,并依据气体背吹法,测试了约翰逊-拉别克型静电卡盘对不同电压下不同材料晶圆的吸附力。本文通过对氧化层电学性质及静电卡盘... 静电卡盘是半导体以及光学设备中关键器件之一,主要起到固定衬底快速加热的作用。本研究中搭建了真空腔室平台,并依据气体背吹法,测试了约翰逊-拉别克型静电卡盘对不同电压下不同材料晶圆的吸附力。本文通过对氧化层电学性质及静电卡盘凸点结构的研究,得出静电卡盘对具有氧化层晶圆的吸附力来自于静电卡盘表面电荷与晶圆内硅材料之间吸附力的结论。并且利用等效电容法,建立了计算不同材料晶圆对静电卡盘吸附力影响的仿真模型。通过实验与仿真的结果表明,相同吸附电压下,静电卡盘对具有氧化层晶圆的吸附力大于静电卡盘对纯硅晶圆的吸附力。静电卡盘对晶圆吸附力的大小随着氧化层厚度的增加,先增加后减少。本文的研究对J-R效应理论的完善以及静电卡盘的设计及优化具有重要指导意义。为半导体设备的发展提供重要的理论基础。 展开更多
关键词 静电卡盘 J-R效应 氧化层 背吹气法 等效电容方法
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集成电路中金属互连工艺的研究进展
8
作者 张学峰 《半导体技术》 北大核心 2023年第12期1053-1061,共9页
随着集成电路中器件尺寸不断微缩,RC延时成为制约电路工作频率的主要因素。作为后端制程发展的里程碑之一,引入铜(Cu)和低介电常数(κ)材料作为互连导体和介质材料可以显著降低RC延时。然而,随着工艺技术节点达到5 nm或更低,电阻的尺寸... 随着集成电路中器件尺寸不断微缩,RC延时成为制约电路工作频率的主要因素。作为后端制程发展的里程碑之一,引入铜(Cu)和低介电常数(κ)材料作为互连导体和介质材料可以显著降低RC延时。然而,随着工艺技术节点达到5 nm或更低,电阻的尺寸效应使得Cu互连技术无法满足性能需求。由于低κ材料在工艺集成上的限制,尺寸微缩导致的RC延时主要通过金属化方法来抑制。介绍了金属互连工艺的发展和挑战,综述了为解决上述问题近几年金属互连技术的最新研究进展,包括新工艺和新材料的开发以优化传统的扩散阻挡层/衬垫层,Ru半大马士革工艺以及混合金属互连工艺,展望了后摩尔时代金属互连技术的发展。 展开更多
关键词 铜(Cu)互连 低κ材料 后端工艺(BEOL) 金属化 尺寸微缩
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