铜基表面超音速火焰喷涂制备W-Cu复合涂层及散热性能的研究

发布时间：2024-01-21 19:03

　　随着集成电路集成度的不断增加以及芯片特征尺寸的不断减小,散热是其面临的最关键的挑战性问题。虽然近几年国内外研究出热导率高达500 W/(m·K)的金属基增强相复合散热材料,但其制备工艺复杂,制作成本高,目前短时间内无法大规模应用,故开发研究一款新型的高热导率与制备简易的封装散热材料势在必行。本文针对钨铜合金散热材料的导热率偏低的技术难题,采用涂层技术在高导热率铜基上制备钨铜涂层,结合表面钨铜涂层的低热膨胀系数和基体无氧铜的高导热率的综合性能,得到一种新型具有高导热率、低热膨胀系数与制作简单的铜基钨铜涂层复合散热材料。依据多因素多水平多目标可视化设计法设计了5因素11水平的11组实验,采用XM-8000燃油超音速火焰喷涂工艺在无氧铜基材上制备粉末配比不同的钨铜涂层复合散热材料,利用超景深数码显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等表征分析涂层的微观形貌和相成分,同时利用导热系数测试仪、热膨胀仪和显微硬度计等测试分析试样的导热性能、热膨胀性能、显微硬度等,研究了燃油流量、氧气流量、送粉电压、载气流量、粉末配比对该复合涂层热导率、热膨胀系数、显微硬度的影响,研究结论如下:1)试样的截面形貌主要...

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 电子封装及封装材料
        1.1.1 电子封装技术的概述
        1.1.2 电子封装材料的要求
        1.1.3 各种封装材料的优劣对比
    1.2 热喷涂概述
        1.2.1 热喷涂原理
        1.2.2 超音速火焰喷涂
    1.3 多因素多水平多目标可视化设计法与分析法
        1.3.1 试验设计的发展概况
        1.3.2 可视化设计与分析方法的技术原理与应用
    1.4 研究内容与研究意义
第2章 实验方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 基体材料
        2.1.2 喷涂材料
    2.2 实验设备
    2.3 实验方案
    2.4 涂层的制备工艺
        2.4.1 喷涂前预准备
        2.4.2 超音速火焰喷涂
    2.5 组织表征
        2.5.1 金相试样的制备
        2.5.2 涂层显微结构分析
        2.5.3 涂层相结构分析
    2.6 性能测试
        2.6.1 密度
        2.6.2 热扩散系数
        2.6.3 比热容
        2.6.4 热导率
        2.6.5 热膨胀系数
        2.6.6 显微硬度
        2.6.7 涂层结合强度
    2.7 本章小结
第3章 涂层的组织结构分析
    3.1 涂层截面形貌
    3.2 涂层的相成分分析
    3.3 本章小结
第4章 多因素多水平多目标可视化分析试验数据与结论
    4.1 多因素多水平多目标可视化设计的试验结果
    4.2 试验因素对涂层热导率的影响分析
        4.2.1 燃油流量在氧气流量变化下对热导率的影响
        4.2.2 燃油流量在送粉电压变化下对热导率的影响
        4.2.3 燃油流量在载气流量变化下对热导率的影响
        4.2.4 粉末配比在氧气流量变化下对热导率的影响
        4.2.5 粉末配比在送粉电压变化下对热导率的影响
        4.2.6 粉末配比在载气流量变化下对热导率的影响
    4.3 试验因素对涂层热膨胀性能的影响分析
        4.3.1 粉末配比在氧气流量变化下对CTE的影响
        4.3.2 粉末配比在送粉电压变化下对CTE的影响
        4.3.3 粉末配比在载气流量变化下对CTE的影响
        4.3.4 燃油流量在氧气流量变化下对CTE的影响
        4.3.5 燃油流量在送粉电压、载气流量变化下对CTE的影响
    4.4 试验因素对涂层显微硬度的影响分析
    4.5 可视化分析综合结论
    4.6 最优工艺参数的实验验证结果
    4.7 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文目录
致谢



本文编号：3882349