本文選題：導(dǎo)熱陶瓷　切入點：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溫法和金屬熔點法對實驗平臺TH-V型六面頂壓機進行了腔體溫度和腔體壓力的標定,然后對燒結(jié)粉料進行預(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。通過對高壓快速制備的PcBN陶瓷、AlN陶瓷、β-SiC陶瓷和PCD陶瓷進行密度、SEM、XRD、抗彎強度、熱導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)和熱擴散系數(shù)檢測,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度,從而提高PcBN陶瓷的抗彎強度并且改變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cBN粒度為8-12μm時,PcBN陶瓷的熱導(dǎo)率可接近100W/mK,達到高導(dǎo)熱陶瓷對熱導(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,基本達到高導(dǎo)熱陶瓷對熱導(dǎo)率的要求。說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)率可達到129.5W/mK,完全可以滿足高導(dǎo)熱陶瓷對熱導(dǎo)率的要求。本文借助高溫高壓設(shè)備,在極短的時間內(nèi)實現(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,提高了燒結(jié)效率。制備出的PcBN陶瓷具備較高的熱導(dǎo)率,且在抗彎強度與熱膨脹性能上均達到了電子封裝陶瓷基板材料的使用要求。同時所制備的PCD陶瓷也具備較高的熱導(dǎo)率,可用作未來新型導(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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ174.75

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

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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展[J];中國有色金屬學(xué)報;2010年07期

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本文編號：1697655