發(fā)布時(shí)間：2018-04-01 23:00

  本文選題：導(dǎo)熱陶瓷　切入點(diǎn)：高溫高壓　出處：《武漢理工大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：本文主要研究了制備高導(dǎo)熱電子封裝基板陶瓷材料的新方法。在目前國(guó)內(nèi)外導(dǎo)熱陶瓷制備研究基礎(chǔ)上,提出以立方氮化硼(cBN)為主要原料,采用高溫高壓燒結(jié)方法制備聚晶立方氮化硼(PcBN)導(dǎo)熱陶瓷,并在相同條件下制備氮化鋁(AlN)導(dǎo)熱陶瓷、β-碳化硅(β-SiC)導(dǎo)熱陶瓷和聚晶金剛石(PCD)導(dǎo)熱陶瓷的方案。本文首先采用熱電偶測(cè)溫法和金屬熔點(diǎn)法對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)TH-V型六面頂壓機(jī)進(jìn)行了腔體溫度和腔體壓力的標(biāo)定,然后對(duì)燒結(jié)粉料進(jìn)行預(yù)處理和組裝,并在6GPa和1500℃的高溫高壓條件下燒結(jié)PcBN陶瓷、AlN陶瓷、β-SiC陶瓷和PCD陶瓷。通過(guò)對(duì)高壓快速制備的PcBN陶瓷、AlN陶瓷、β-SiC陶瓷和PCD陶瓷進(jìn)行密度、SEM、XRD、抗彎強(qiáng)度、熱導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)和熱擴(kuò)散系數(shù)檢測(cè),綜合分析得到如下結(jié)論:1.采用高溫高壓燒結(jié)的方法,可以快速實(shí)現(xiàn)cBN、AlN、β-SiC和金剛石等單晶粉末的致密化燒結(jié),且燒結(jié)體中晶粒結(jié)晶程度高;2.在cBN原料中適當(dāng)添加鋁(Al)和氮化鋁(AlN),均可極大提高PcBN內(nèi)部晶粒之間的粘合強(qiáng)度,從而提高PcBN陶瓷的抗彎強(qiáng)度并且改變PcBN陶瓷的斷裂特征;3.添加5%金屬Al的PcBN陶瓷的熱導(dǎo)率隨著cBN粒度的增大而升高,當(dāng)cBN粒度為8-12μm時(shí),PcBN陶瓷的熱導(dǎo)率可接近100W/mK,達(dá)到高導(dǎo)熱陶瓷對(duì)熱導(dǎo)率的要求;添加不同含量AlN的PcBN陶瓷的熱導(dǎo)率隨著AlN含量的增加而降低,添加5%的AlN、粒度為2-4μm的PcBN陶瓷的熱導(dǎo)率接近90W/mK,基本達(dá)到高導(dǎo)熱陶瓷對(duì)熱導(dǎo)率的要求。說(shuō)明合理的添加助燒劑可以使PcBN陶瓷具備高熱導(dǎo)率;4.添加Al或AlN的PcBN陶瓷的熱膨脹系數(shù)與Si的熱膨脹系數(shù)相匹配;5.高溫高壓燒結(jié)的AlN陶瓷和β-SiC陶瓷的熱導(dǎo)率較低,但PCD陶瓷的熱導(dǎo)率可達(dá)到129.5W/mK,完全可以滿足高導(dǎo)熱陶瓷對(duì)熱導(dǎo)率的要求。本文借助高溫高壓設(shè)備,在極短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了cBN、AlN、β-SiC和金剛石等晶體粉末的燒結(jié),克服了傳統(tǒng)燒結(jié)工藝的缺點(diǎn),提高了燒結(jié)效率。制備出的PcBN陶瓷具備較高的熱導(dǎo)率,且在抗彎強(qiáng)度與熱膨脹性能上均達(dá)到了電子封裝陶瓷基板材料的使用要求。同時(shí)所制備的PCD陶瓷也具備較高的熱導(dǎo)率,可用作未來(lái)新型導(dǎo)熱陶瓷材料。
[Abstract]:In this paper , a new method for preparing high thermal conductivity electronic packaging substrate ceramic material is studied . The thermal conductivity of the ceramics , AlN , 尾 - SiC and PCD is studied by means of high temperature and high pressure sintering .

【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ174.75

【參考文獻(xiàn)】

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1 果世駒;;一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)用的模擬工具:通用綜合燒結(jié)曲線[J];粉末冶金材料科學(xué)與工程;2010年03期

2 李婷婷;彭超群;王日初;王小鋒;劉兵;;電子封裝陶瓷基片材料的研究進(jìn)展[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2010年07期

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本文編號(hào)：1697655