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《aln陶瓷低溫?zé)Y(jié)制備與性能研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、濟(jì)南大學(xué)碩}學(xué)位論文摘要隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，散熱問題嚴(yán)重制約了電子元件向高密度、多功能、高速化和大功率的發(fā)展。AIN因具有高熱導(dǎo)率、低介電常數(shù)、與Si相匹配的線脹系數(shù)、絕緣以及機(jī)械性能良好、成本低、無毒等優(yōu)點(diǎn)，作為一種綜合性能優(yōu)越的新型電子陶瓷逐漸成為新一代集成電路封裝材料的首選。AIN作為共價(jià)化合物，熔點(diǎn)高，自擴(kuò)散系數(shù)小，通常都是通過高溫?zé)Y(jié)制備，高成本限制了AIN作為封裝基板的應(yīng)用。本文主要以納米AlN粉體為原料，通過選取不同的燒結(jié)助劑和添加劑，合理控制燒結(jié)工藝，在1600℃低溫常壓燒結(jié)制備了致密的AlN陶瓷。本文研究了A1N陶瓷燒結(jié)過程的氧化現(xiàn)象，進(jìn)行了空氣氧化實(shí)驗(yàn)、氣氛實(shí)驗(yàn)、
2、埋粉實(shí)驗(yàn)和溫度實(shí)驗(yàn)等研究。研究發(fā)現(xiàn)，A1N在空氣中600℃以下無氧化現(xiàn)象，800℃左右開始先變?yōu)闊o定形狀態(tài)，1200℃時(shí)完全氧化成A1203相；在流動工業(yè)N2氣氛下，使用A1N+4wt％無定形碳混合埋粉時(shí)，無氧化現(xiàn)象發(fā)生，在燒結(jié)過程中產(chǎn)生碳熱還原氣氛，有效地抑制了氮化鋁陶瓷燒結(jié)過程的氧化問題，避免了使用高純N2的高成本和使用一氧化碳或氫氣作還原氣氛的危險(xiǎn)性。本文通過熱力學(xué)分析和相圖分析，確定了使用不同燒結(jié)助劑的實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：添加Y203、CaF2等單一燒結(jié)助劑無法在1600。C獲得致密的AIN陶瓷，在添加3wt％Y203．2wt％CaF2做燒結(jié)助劑時(shí)，1600。C保溫4h锘lJ備了
3、接近理論密度的AIN陶瓷，相對密度分別達(dá)至1J99．4％，保溫時(shí)間過短或過長都不利于AlN陶瓷的致密化，XRD分析表明主晶相為AIN相，晶界相為燒結(jié)助劑與A1203反應(yīng)生成的化合物，斷面SEM照片顯示晶粒發(fā)育完善，氣孔極少。制得A1N陶瓷的熱導(dǎo)率為83．62W／m-K，維氏硬度為13．8GP，同時(shí)具有較低的相對介電常數(shù)和介電損耗。本文探索了碳納米管作為添加劑對AIN陶瓷燒結(jié)過程的影響，分別探討了多壁碳納米管添加量對AlN陶瓷的相對密度、物相、斷面形貌、介電性能和熱導(dǎo)率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：添加多壁碳納米管的AlN在1550℃以下燒結(jié)時(shí)有利于致密化，但隨著添加量的增多效果反而減弱，以1wt％的
4、添加量為最佳。碳納米管的加入可以凈化晶格，并不影響AIN的主晶相；隨著碳納米管含量的增加，A1N陶瓷的相對介電常數(shù)減小，電阻率下降；在添力111wt％碳納米管的基礎(chǔ)上，加入3wt％Y203-2wt％CaF2做燒結(jié)助劑制備了較致密的AIN陶瓷，熱導(dǎo)率為90．57W／m·K，硬度為12．4GPa，具有較低的相對介電常數(shù)和介電損耗。介電性能和熱導(dǎo)率測試表明C仍然存在AlN陶瓷內(nèi)，尚無VAIN陶瓷低溫?zé)Y(jié)制備與件能研究法證明碳納米管形態(tài)的存在。本文通過不同燒結(jié)助劑、添加劑的選取和燒結(jié)工藝的優(yōu)化，在1600。C左右的低溫制備了高熱導(dǎo)率的A1N陶瓷，大大降低了燒結(jié)溫度，為工業(yè)化生產(chǎn)A1N基板提供了極大的
5、參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：A1N陶瓷；低溫?zé)Y(jié)；燒結(jié)助劑；碳納米管VI濟(jì)南大學(xué)碩十學(xué)位論文ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofelectronicsandinformationtechnology，theproblemofheateliminationseriousrestricttheprogressofelectroniccomponentstothehi曲一density，multi—function，high-speedandhi曲一power．Aluminumnitrideisapromisingsubstrateandpackagematerialforhi
6、lghpowerintegratedcircuitsduetoauniquecombinationofpropertiesincludinghi曲theoreticalthermalconductivity，thermalexpansioncoefficientwhichisclosetothesilicon，hi曲electricalresistivity,andlowdielectricconstantandlOSS．Ascovalentcompound，A1Nhasahighmeltingpointandalowself-diffusivity．Italwaysrequireshigh
7、temperatureforsintering．Thehighcostlimitsitsapplicationasapackagesubstrate．Inthispaper，usingA1Nnano—powderasrawmaterial，byaddingdifferentsinteringaidsandadditivesandcontrolofsinteringprocessreasonably,AINce
