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文檔簡介
1、隨著電子封裝技術向著小型化、高可靠性、高密度方向發(fā)展,對基板材料性能要求也越來越高。陶瓷基板因其良好的耐熱性、導熱性、絕緣性、低熱膨脹系數(shù)以及成本不斷降低,在功率電子器件封裝中的應用越來越廣泛。Al2O3和AlN是兩種常見的基板材料,而AlN-Al2O3復相陶瓷可兼顧AlN、Al2O3的優(yōu)異特性,因此受到了研究人員的極大關注。
本論文主要以高導熱 AlN-Al2O3復相陶瓷材料為研究對象,深入研究了 AlN及Al2O3原料特性
2、及工藝參數(shù)對復相陶瓷導熱性能的影響,以實現(xiàn)高導熱A1N-Al2O3復相陶的制備。利用放電等離子燒結(SPS)工藝制備了AlN-Al2O3復相陶瓷,采用XRD, SEM等檢測手段觀察其物相組成及微觀結構,利用激光脈沖法測試了樣品的熱擴散系數(shù)。通過調控 AlN、Al2O3原料的體積比及粒徑和優(yōu)化其工藝條件,探究其影響AlN-Al2O3復相陶瓷導熱性能的物理機制,抑制AlON的生成,以提高AlN-Al2O3復相陶瓷的導熱性能。通過上述研究,得
3、出以下結論:
?。?)本研究中, AlN-Al2O3復相陶瓷導熱性能主要受陶瓷材料致密度影響, AlN-Al2O3復相陶瓷致密度越高,其氣孔率越低,材料導熱性能越好。
?。?)本文實驗中,Al2O3體積比為40 vol.%~70vol.%時,隨著Al2O3體積比的提高燒結得到復相材料的致密度呈遞增趨勢,固溶產物 AlON的生成量呈遞減的趨勢。且Al2O3體積比為70vol.%的 AlN-Al2O3復相陶瓷斷裂韌性最好,同
4、時復相陶瓷導熱率到達最高值39.58W/(m·K)。
?。?)相同工藝條件下,Al2O3體積比為50%時,原料粒徑組合為1μm AlN+0.02μm Al2O3的試樣與原料粒徑組合為1μm AlN+0.2μm Al2O3、10μm AlN+0.02μm Al2O3、10μm AlN+0.2μm Al2O3相比,原料粉體粒徑小比表面積大,燒結所需驅動能少,容易燒結致密,且制備得到的AlN-Al2O3復相陶瓷熱導性能最高。
5、?。?)Al2O3體積比為50%時,在燒成溫度為1400℃,保溫時間為5min的基礎上,提高燒成溫度到1500℃對 AlN-Al2O3復相陶瓷導熱性能的提升比延長保溫時間到10min更加明顯。
本論文較為系統(tǒng)的研究了原料組成、粒徑對 AlN-Al2O3復相陶瓷導熱性能的影響機理,通過提高原料中Al2O3體積比,改進原料中AlN、Al2O3粒徑組合,優(yōu)化工藝參數(shù)等方式,不同程度的提高了其導熱性能。研究結果表明 AlN-Al2O3
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