半导体器件用钨舟的行业标准:牌号,型号,规格,技术要求

钨舟

钨舟是是通过钨片经过高压冲压成舟状的物质。具备良好的导电性能,因此被广泛应用与显像管,制镜,家用电器,手机等电子行业。近年来,钨舟在半导体器件上的应用也得到广泛关注。半导体器件的导电性介于良导电体与绝缘体之间,利用半导体材料特殊电特性来完成特定功能的电子器件。因此,针对半导体器件用的钨舟,有关行业制定出了相关规定。以下将通过钨舟的牌号,型号,规格,技术要求,试验方法,检验规则,标志,包装,运输和储存等方面的标准进行简要介绍。主要的国家引用标准,钨板为GB3875,钨丝的引用GB4181,钨密度的测定方法为GB4196。
钨舟的牌号根据“钨”和“舟”的汉语拼音的字母命名为WZO。钨舟的型号用“V”和“U”来表示,每种型号下的不同种类用罗马数字Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ…来表示。钨舟规格用数字表示,格式为“-舟壁厚度-舟宽”。用途要与牌号,型号相对应。比如WZO-V-Ⅰ-02-17,表示的钨舟牌号为WZO,V型无压边,0.3mm的钨舟舟壁厚度,15mm的钨舟宽度。其次是钨舟的表面质量。钨舟表面应该始终保持洁净状态,颜色呈银白色金属光泽,电解抛光钨舟中未抛光点的面积允许有小于2mm3。钨舟表面不能有开裂,分层,龟裂,缺边,掉角等缺陷。钨舟的各个部位不能有毛刺。制作钨舟选用的钨板的性能应该符合国家钨板GB3875的要求。 要用精度为0.02mm和0.01mm的卡尺和千分尺钨舟规格尺寸进行测量。根据国家GB4196标准测量钨舟标准。钨舟的重量要用天平进行称量,且天平感量要0.2g。在钨舟化学成分合格的条件下,针对钨舟的熔点可以不进行测量。
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钨合金激光一体机屏蔽件

钨合金激光一体机屏蔽件钨合金激光一体机屏蔽件可以屏蔽激光一体机在使用过程中所产生的辐射。激光一体机也称为激光式普通纸传真机,是利用碳粉附着在纸上而成像的一种传真机。所有传真机的工作原理都是先对要发送的文件进行扫描,并将其转化为一系列黑白点信息,这些点信息会再被转化成声频信号,然后通过传统电话线进行传送。接收方的传真机收到信号后,将相应的点信息打印出来,便可得到一份原发送文件的复印件。不同类别的传真机区别在于接收到信号后的打印方式。激光一体机主要是利用机体内控制激光束的一个硒鼓,对激光束的开启和关闭进行控制,从而在硒鼓上产生带电荷的图象,此时传真机内部的碳粉会受到电荷的吸引而附着在纸上,形成文字或图像图形。

随着激光一体机技术发展的不断成熟,其强大的功能性也不断在现代化的办公应用中得到广泛使用。由于激光一体机是以激光打印的形式输出文件,因此在打印过程中会产生一定的激光辐射。而长期受到激光辐射的直射,会造成视网膜损伤,引起视力下降,严重时可瞬间致盲。皮肤受到激光辐射的直射也会产生难以愈合的灼伤。同大部分电器一样,传真机还会产生电磁辐射。电磁辐射对人体具有一定的影响,会导致心血管疾病、糖尿病、癌突变、孕妇流产、不育、胎儿畸形、免疫系统和神经系统受损等。因此,应使用钨合金激光一体机屏蔽件对激光一体机产生的这些辐射进行屏蔽和吸收。

因为钨合金具有很高的密度值,使得其对于辐射的屏蔽能力可以达到很高。因此使用钨合金材料制作的钨合金激光一体机屏蔽件具备了良好的辐射屏蔽性能。在激光一体机的周边放置钨合金屏蔽件,可以有效地屏蔽其在使用过程中所产生的辐射,从而降低办公人员受到辐射损伤的可能性。此外,与传统材料(如铅)相比,钨合金环保无毒,不会释放对人体健康有害的物质,也不会污染环境,是一种理想的辐射屏蔽材料。

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稀土掺杂量对三元复合钨电极性能的影响

随着焊接工业的发展,现代工业对电极的焊接性、稳定性和清洁绿色环保提出了更高的要求。钍钨电极虽然具备良好的焊接性能,但其具有放射性污染,逐渐被其他类型的稀土钨电极取代,例如铈钨电极和镧钨电极。稀土氧化物具有低的逸出功和优良的热电子发射性能,因此制备得到的稀土钨电极具有良好的稳定性和焊接性能。但是在交流氩弧焊时仍存在引弧差,使用寿命短等不足。三元复合钨电极就是在此基础上研究制备得出的。一般来说,三元复合钨电极的然弧特性和稳定性均优于二元复合电极。在三元复合钨电极中,不同的稀土掺杂量对电极的焊接性能具有一定的影响。

通过粉末冶金法制备两种不同含量的三元复合钨电极,将其分为A电极和B电极。其中A电极稀土氧化物比率为La2O3:CeO2:Y2O3=1:2:1,B电极的比率为La2O3:CeO2:Y2O3=1:1:3。将这两种电极和铈钨电极分别进行比较,从而更全面的了解三元复合钨电极的使用性能。

将三种电极放置于氩弧焊机上,通过高频引弧,测试电极的焊接性能和烧损性能,其中钨电极作为负极,水冷紫铜块作为正极。引弧实验时,电极电流为60A/120A,电弧持续时间为10s/20min,停弧30s,每种电极重复操作10次,并记录下焊接前后重量的变化。从下表的数据可以看出B电极和铈钨电极的引弧性能好,具有较好的焊接性能,而A电极的引弧性能一般。但三元复合钨电极的烧损率较铈钨电极更小,其耐烧损性能明显优于电极,其中B电极又优于A电极。

钨电极

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钨青铜结构的铌酸锶钡(SBN)晶体

目前研究较为广泛的钨青铜结构铌酸盐为铌酸锶钡(SrxBa1-xNb2O6,SBN)晶体。SBN晶体在0.25≤x≤0.75时是具有四方钨青铜结构的固熔体,空间群为P4bm,点群为4mm。SBN单个晶胞中有10个NbO6八面体,仅有5个碱土离子填充10个空隙,其中Sr2+和Ba2+离子部分占据A1和A2位,C位是空位,为非充满型钨青铜结构。生长较多的SBN单晶一般为 SBN:61(x=0.61)或SBN:60,这种组成晶体相对较易生长,且容易获得高质量、大尺寸的晶体。另外,SBN晶体的居里点随着x的增加而降低,从SBN:25的200℃降到SBN:75的60℃。
 
生长SBN最常用的方法为提拉法,使用该方法可生长出尺寸较大的SBN晶体材料。SBN:61晶体的熔点约为1510℃,一般采用硅铝棒电阻加热或中频加热的晶体生长设备进行生长,生长容器为Pt坩埚。另外利用自动等径技术可以保持固-液界面的平坦,这有助于获得大尺寸高质量的晶体。2001年Kubota等人在提拉法基础上,使用坩埚基冷却法生长出了较大尺寸的SBN:61晶体。1968年Lee报道了用坩埚下降法生长SBN晶体,该方法可以保证等径,并可消除晶体的生长条纹,虽然生长出来的晶体热应力较大,但可经过退火减少生长晶体的部分热应力。另外,掺杂的SBN晶体的生长与未掺杂的SBN晶体的生长方法一致,但由于掺杂更易引起晶体的开裂和生长条纹的出现,在生长过程中要注意工艺参数的调整(提拉速率低)。SBN晶体的有效电光系数较大,是一种良好的电光晶体,另外它具有相当大的热释电系数,已经被制成了红外探测元件。但由于常用的SBN的居里点比较低,这就大大限制了其在较高温度范围内更为广泛的应用。SBN晶体的基本物理参数如下:

SBN晶体的基本物理参数
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国内废旧WO3脱硝催化剂的再生

目前,蜂窝式SCR脱硝催化剂是SCR技术的核心,具有价格昂贵、寿命短、含毒性贵金属等特征,它的频繁更换不但造成燃煤电厂的运营成本增加;更是致使大量废弃或失活的脱硝催化剂无法妥善处理,严重威胁环境保护。脱硝催化剂的再生不但能缓解其带来的二次污染;而且能大幅度缩减脱硝工程的建设和运营成本,因而具有非常重要的研究意义。

废弃脱硝催化剂的表征
 
在催化剂运行过程中难免会有磨损、被毒害等现象发生,因而造成部分或全部失活。当今广为使用的脱硝催化剂的以五氧化二钒和三氧化钨为主要活性物质,其中五氧化二钒具有剧毒,而钨则是稀有贵金属,因而,对它们的回收显得十分必要。
 
国内针对废弃三氧化钨SCR脱硝催化剂的再生有如下工序:高压空气吹灰、高压水冲洗、超声清洗、酸化清洗、活性植入、干燥和焙烧等。其中,吹灰程度越高,清洗或化学溶液处理时间越短,废水量越小,也就越有利于催化剂再生成本的控制;高压水冲洗有利于提高其脱硝效率;超声清洗后的催化剂比表面积接近于新催化剂的;活性植入是关键性步骤,对进一步提高催化剂活性十分必要,关系着催化剂再生效率;干燥过程是为了恢复催化剂的机械活性,焙烧则是促使催化剂表面活性成分前驱体分解的唯一手段,也是废弃三氧化钨SCR脱硝催化剂再生过程中非常关键的工艺之一。
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稀土用钨坩埚

钨坩埚是重要的钨深加工制品之一,它的抗磨耐腐蚀性和良好的高温强度等优良性能,使得钨坩埚广泛应用于稀土冶炼。钨坩埚的选择对稀土金属的冶炼具有重要影响。因此,在制备稀土用的钨坩埚时应该注意以下几点。

首先是针对钨粉的选用。钨粉是钨坩埚制备的主要原料,钨粉的粒度选择对钨坩埚成品的质量具有至关重要的作用。钨粉粒度选择不当会使钨坩埚在压制过程中产生裂纹,甚至全部开裂。因此,在选择钨粉时,不能选择太粗的钨粉,如果钨粒太粗,在压制过程中留的空隙就会很大,会降低压制后压坯的密度,容易导致压坯开裂。如果选择过细的钨粒,在压制粉末时,钨粉之间的位置移动和变形量会增加,在压制时,会由于应力的松弛,导致坩埚开裂。因此,制备稀土用钨坩埚的钨粉的粒度应该在2.5UM-3.0UM之间。除此之外,钨粉的含氧量应该要低于0.1%。

其次是对压制压力的控制。在压制钨坩埚时,如果使用过大的压力,钨粉会产生严重变形,还会增加弹性应力,最终导致钨坩埚开裂。如果使用过小的压力,密度不够,钨坩埚也容易开裂。另外,压池的方式要慢,如果太快,钨粉的弹性应力的释放也会加快,这样会导致钨坩埚的开裂。最后是对烧结工艺的注意事项。在中频感应炉上进行烧结工艺时,烧结的温度应该控制在2200℃-2250℃,保温时间3-5小时为最佳。烧结的升温速度不能太快。太快会使坩埚变形,每小时升80℃-100℃为最佳。

通过以上的方法制备出来的稀土用的钨坩埚性能更好,效果最佳,还能大大降低工业成本。

钨坩埚

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氧化钇钨坩埚和纯钨坩埚的对比

氧化钇的颜色是白色中带有些许黄色的粉末物质,它与水和碱不相溶,主要溶于酸。氧化钇主要是通过对褐钇铌矿的分解,所得到的混合稀土溶液经过萃取,酸溶,再萃取,直接浓缩,最后进行灼烧得到的。氧化钇钨坩埚是一种具有高强度且具有高抗腐蚀性能的新型钨坩埚。

钨坩埚具有很多良好的性能。如熔点高,高温强度好,热传导率大,热膨胀系数小。但是由于钨的晶粒边界容易被腐蚀,因此,普通的钨坩埚的抗腐蚀性还是有待改善。氧化钇钨坩埚就可以较大程度的解决这一问题。

在制作氧化钇钨坩埚的过程中,粒度为1μm的氧化钇粒子会渗透到钨晶体的边界,均匀地分布在钨的周围。氧化钇粒子的均匀渗透能抑制熔融金属与钨粒子形成化合物,以此来明显的提高坩埚的抗腐蚀性能。细小的氧化钇粒子的均匀弥散,使得该类型的钨坩埚在1000℃的抗弯强度高达800MPa。因此,氧化钇钨坩埚的具有更强的抗弯强度,是纯钨坩埚的5倍。除了能够改善抗腐蚀性,相比一般的纯钨坩埚,氧化钇钨坩埚的耐高温性能更强。一般情况下,氧化钇钨坩埚不仅能够熔化镝,钕等稀土金属,还可以熔化铝等比较活泼的金属。在熔化这些金属材料时,氧化钇钨坩埚不会受到腐蚀和熔化。

除了以上特性以外,在制造氧化钇钨坩埚的过程中,要注意对氧化钇毒性的防护。氧化钇与眼睛接触后会刺激眼睛,如果不慎吸食的话,会对人体肝和肺造成一定损害。因此,在制备过程中要做好对呼吸系统,眼睛等的防护措施。

氧化钇钨坩埚

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钨坩埚的生产工艺

钨坩埚钨坩埚是金属钨制品之一,它的英文名称是Tungsten Crucibles。主要分为烧结成型,冲压成型和旋压型。烧结型钨坩埚主要应用到粉末冶金技术。冲压成型和旋压型的钨坩埚主要是利用钨棒车削加工成型。这种类型的钨坩埚一般尺寸比较小,焊接成型多种,采用纯钨板,钨片和纯钨棒经相应的工艺加工而成。钨坩埚可以在2600度以下的真空惰性气体中使用。钨的熔点沸点高,高温强度好,抗磨耐腐蚀,热传导率大,热膨胀系数小,淬透性好。钨坩埚被广泛应用于稀土冶炼,石英玻璃,电子喷涂,晶体生长等行业。

钨坩埚的生产工艺一般是先准备钨粉,然后进行过筛。因为钨粉的粗细具有一定的差别,为适应钨坩埚成品的需要,通过一种网孔状的工具使粗细混合的粉末分离出粗钨粉和细钨粉。再将具有相同化学成分,不同批次生产过程得到的钨粉进行合批。然后将合批的钨粉放置于盛满液体的密闭容器中,通过增压系统进行逐步加压,对物体的各个表面施加以相等的压力,使其在不改变外观形状的情况下缩小分子间的距离增大密度而改善物质的物理性质。然后进行粗坯加工,加工后放入中频烧结炉进行烧结操作。再将精品用车床加工,最后对成品进行检验包装。

除了一般的生产工艺,根据使用者的需求,钨坩埚还可通过以下六种方法加工制备成不同类型,包括烧结法,锻造法,化学相沉积法,等离子喷涂成形法,旋压成形法和柳焊成形法。使用者可以根据钨坩埚成品的要求选择不同的制备工艺。

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钨铜电子封装材料气密性分析

钨铜合金在具有高密度、高强度以及良好耐电弧烧蚀性能的基础上,又具有优良的导电导热性能,在电触头、电极、热沉电子封装材料上有着广泛的运用。而用于电加工的钨铜合金电极、电触头等与用于电子封装材料的钨铜材料存在不同的性能要求。作为电子封装材料,钨铜不仅要具备高的热导率,为了保证相关设备工作的稳定性,还要求其具有极高的气密性,任何一点的孔隙和漏气就会导致微波元件的工作失效。早在80年代,钨铜就被选用呈电子封装材料,由于其热膨胀系数与一些陶瓷热膨胀系数相接近,二者钎焊后不仅能保证热匹配,又能形成良好的导热通道。

理论上说,W和Cu是两种理化性质差别较大的金属,其二者熔点差别2000℃之多,且无法固溶或形成化合物,只能采用粉末冶金的制造工艺。最佳的工艺方法是熔渗法,其是将钨粉压实成一定密度的坯块,经高温烧结收缩形成具有一定密度的钨骨架,然后在高于铜熔点的温度下使铜液渗入钨骨架中。由于钨粉的硬度较高、可塑性较差,利用一般熔渗法制造的钨铜合金都会存在一定的孔隙,相对密度只能达到60%左右。在高温下烧结致密化还会产生一定的闭孔隙,在渗铜过程中不能充分填充钨骨架,降低了产品的气密性。为了降低孔隙率就需要对相关工艺参数进行改进,以达到气密性的要求。

单单依靠提高温度使钨坯收缩进而提高其密度,难以做到精确控制,使得出现热匹配误差,这也是常规熔渗气密性最大的影响因素。有研究人员尝试在超细钨粉中添加进一定的活化剂,如镍Ni、钴Co、铁Fe等,再混入铜粉,经过压制成型和活化烧结后,钨铜坯料的相对密度可达98%以上,能够很好地解决钨铜电子封装材料气密性的问题。但是其所添加的活化剂中的Ni、Co、Fe等元素会与W相和Cu相相互溶解,且Fe具有磁性,Cu含量的变化会直接影响材料的电导和热导率,这样也不适合于电子封装行业的应用。因此,研究人员在此基础上进行了工艺优化,其将钨粉中混入少量的铜粉,这部分铜粉就能有效保留生坯的连通孔隙,在高温高压下进行熔渗时铜液就能够有效充分地填充钨骨架。

这部分铜粉也被称为诱导铜,其主要主要作用在于两个方面,其一是对钨坯的增强作用,其二是对熔渗过程气密性的保证。钨粉硬度较高,可塑性较差,一般在压力作用下,粉末之间容易产生“拱桥效应”。一旦压力过大,拱桥力会使得坯料在脱模是发生破裂和分层,因而钨粉的相对密度只能达到60%左右。而铜粉具有良好的可塑性,它能有效地破坏“拱桥效应”使钨粉间产生塑性变形,两种粉末能够互为填充,相互啮合,从而提高了钨铜生坯的致密度和强度。另一方面,由于初始钨骨架中有均匀分布的铜粉,在1350℃下进行熔渗时,这部分铜也转化为液态并与骨架外的铜液互为补充,在表面张力的作用小还有较小比表面的趋势。铜液在真空条件下的流动性增强,钨骨架中的孔隙中不存在空气,十分利于铜液的填充。

钨铜电子封装片

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钨青铜结构铌酸盐(2/2)

图1-1示出了钨青铜结构晶体在(001)面上的投影。当6个A1,A2位置未全部为阳离子填充且C位置全空时,称为非充满型结构(如SBN,CSBN等);当6个A1,A2位置全部为阳离子填充而C位置全空时,称为充满型结构(如:铌酸钡钠BNN等);当6个A1,A2位置与4个C位置均为阳离子填充时,称为完全充满型结构。充满型或完全充满型的TB结构具有良好的光学稳定性。实验表明,这种充满型TB结构在室温时不会出现(或具有较轻微的)、“光损伤”;然而,非充满型TB结构晶体对“光损伤”是敏感的。
 
对于充满型TB结构的晶体在激光应用上十分重要,近几年来出现的大量的充满型(或完全充满型)TB结构的化合物,就是在这一基础上发展起来的。在制备这类化合物的晶体时,为了满足电中性并完全填满6个A位置,往往在晶体中引入异价的阳离子如(Li+、Na+,Bi3+和其他稀土元素等)填充A位置,也可用其他离子(如Zr4+、Ti4+、Ws8+等)置换Nb5+离子。
 
对于非充满型TB结构的铌酸盐,可以通过分子设计和掺杂进一步提高晶体材料的质量或改变其各种性能。另外,TB结构铌酸盐大部分还具有优良的铁电性能,但由于其合成成分和构造上的差异对它的铁电性能以及其他性质有着重大影响(明显的例子如铌酸锶钡SBN),因此为了获得所需性能的晶体材料,研究此类材料的掺杂和固溶体的组成是很有意义的。关于TB结构铌酸型的铁电现象的机理研究并不多,目前认为它们属于“一维型”铁电体,其铁电机理可采用离子位移极化的观点来解释:当晶体冷却至居里点以下时,处于氧八面体中心和Al,A2位置上的所有金属离子,相对于附近的氧原子平面发生位移,从而导致了晶体自发极化的产生。

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