B-,4-C陶瓷復(fù)合材料及其精細(xì)加工研究.pdf

1、半導(dǎo)體集成電路IC技術(shù)正日新月異地向前發(fā)展。芯片集成度的增加及封裝密度的增大都對(duì)電子封裝材料的性能提出了更高的要求。電子封裝材料應(yīng)具有高的熱導(dǎo)率、與半導(dǎo)體材料相匹配的線膨脹系數(shù)以及低的密度，某些情況下還要求其具有較低的介電常數(shù)與介電損耗。 碳化硼陶瓷具有高熔點(diǎn)、高硬度、低密度以及良好的中子吸收能力等優(yōu)異的性能，且被認(rèn)為是最具潛力的高溫?zé)犭姴牧现?。本文以碳化硼陶瓷作為主要?duì)象，對(duì)將其作為電子封裝基片材料進(jìn)行了可行性研究。

2、 本文用有機(jī)泡沫浸漬工藝制備出B4C網(wǎng)眼多孔陶瓷。結(jié)果表明：選用蒸餾水為溶劑，硅溶膠為粘結(jié)劑，鈣基膨潤(rùn)土以及羧甲基纖維素鈉CMC為流變劑，微量無水乙醇為消泡劑，可以制備出具有較好流變特性的陶瓷漿料，將其均勻涂覆在聚氨酯有機(jī)泡沫載體上，經(jīng)干燥、燒結(jié)等工藝所得的B4C網(wǎng)眼多孔陶瓷骨架燒結(jié)體呈三維連通網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有較大的孔徑和較高的通孔率，可以作為制備金屬基復(fù)合材料的預(yù)制體。 本文將B4C與AlN作為原料，選用Y2O3和CaF2作為燒

3、結(jié)添加劑，在一定成型與燒結(jié)工藝下制備出B4C-AlN復(fù)合陶瓷材料。結(jié)果表明：在0~10wt?的范圍內(nèi)，復(fù)合陶瓷的線收縮率隨AlN含量的增加而增大；在10wt％~50wt％的范圍內(nèi)，隨著AlN含量的增加，復(fù)合陶瓷試樣的硬度下降；B4C-50AlN復(fù)合陶瓷的熱導(dǎo)率在室溫至350℃范圍內(nèi)，隨溫度的升高而降低，熱導(dǎo)率的最大值為27 W/(m?K)，熱導(dǎo)率偏低的主要原因在于復(fù)合陶瓷燒結(jié)體在結(jié)構(gòu)上未能達(dá)到致密；B4C-20AlN復(fù)合陶瓷燒結(jié)體晶粒形

4、狀較規(guī)則，晶界干凈；對(duì)B4C-10AlN陶瓷的XRD分析結(jié)果表明，試樣中除含有主相B4C、AlN及添加劑CaF2外，還含有Ca3Al2O6、Ca11N8等相。 本文以B4C-AlN復(fù)合陶瓷作為基體，采用一定工藝將Al熔滲入陶瓷基體中，制得B4C-AlN/Al陶瓷金屬?gòu)?fù)合材料。結(jié)果表明，B4C-AlN/Al復(fù)合材料的組織分布比較均勻；陶瓷相與金屬相在整體上結(jié)合緊密。復(fù)合材料中除含有主相B4C、AlN及熔滲相Al外，還形成了Al3B

5、C、YAlO3、B2YC2相。 陶瓷用于電子封裝基片材料，有賴于對(duì)其微細(xì)加工性能進(jìn)行改善。本文對(duì)B4C及Al2O3陶瓷的激光表面修飾特性進(jìn)行了初步研究。結(jié)果表明，提高輸出功率在一定程度上可能會(huì)提高激光的加工能力，但同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致加工質(zhì)量的下降；在功率一定的條件下，增大離焦量將會(huì)影響到激光的加工效果。當(dāng)輸出電流小于100A時(shí)，材料表面的激光劃線寬度最細(xì)；輸出電流在100A~250A范圍內(nèi)，材料表面線寬隨電流增大的變化并不明顯。自行加