内嵌金属导热通道环氧模塑料导热性能与模拟

设计了垂直与水平两种导热结构,用高导热金属铜为填料在环氧模塑料（EMC）中进行填充,通过热模压法制备了样品。采用双热流计稳态法对样品导热系数进行了测试,采用ANSYS软件对EMC的热传导规律进行了模拟,并与实验结果进行比较分析。研究发现,随着铜填充量的增加,EMC的导热系数随之提高,填充量仅为25vol％时垂直导热结构试样导热系数高达104．62W／m·K。相同填充量下,垂直导热结构样品的导热系数远高于水平导热结构样品,垂直导热结构样品随着铜填充量的增加导热系数增加速度也明显快于水平导热结构样品,并出现明显的渗逾效应。模拟结果与实验结果符合较好。     

复合陶瓷颗粒/环氧模塑料的制备与性能

选用SiO_2、Al_2O_3、Si_3N_4三种陶瓷颗粒的复合填充环氧模塑料(EMC),研究了不同填料种类、含量对EMC导热系数、热膨胀系数(CTE)、介电常数等性能的影响随着填料百分含量的增加,EMC的热导率、介电常数也随之增加,而其热膨胀系数显著下降相同体积百分含量下,Al_2O_3、Si_3N_4复合体系EMC热导率和介电常数高于SiO_2、Si_3N_4复合体系,而其热膨胀系数比后者低。百分含量为60%时,前者热导率达到2．254 W(m·K)~(-1)、后者达到2．04w(m·K)~(-1)。百分含量为65%时,其CTE分别为1．493×10~(-5)K~(-1)、1．643×10~(-5)K~(-1),同时两体系复合材料的介电常数可以维持在较低水平     

一类新型高导热环氧模塑料的制备

采用Si3N4陶瓷作填料,制备了一类新型高导热的环氧模塑料,研究了Si3N4的含量、分布及其形态对复合材料的导热性能及介电性能的影响。结果表明:随着Si3N4粉末体积填充量的增加,复合材料的热导率显著提高,当填充量体积分数为60%时,复合材料的热导率达到2.3W/(m·K),其介电常数随体积填充量的增加亦有所增加,但仍然维持在低水平。采用Agari模型进行理论计算的结果表明,该体系导热性能的提高与Si3N4填料之间热传导网络的形成有关。     

高导热氮化硅陶瓷的快速制备和性能控制

氮化硅陶瓷力学性能优异,理论热导率高,是大功率电力电子器件的关键热管理材料。但是,高导热氮化硅陶瓷烧结温度高、保温时间长,因此制备成本居高不下,对于产业化应用不利。本研究提出了一种快速制备高导热氮化硅陶瓷的方案。以Y2O3-MgO-C作为烧结助剂,以高纯硅粉作为起始原料,通过流延成型和硅粉氮化制备素坯,在1900℃、0.6MPa保温2h制备出高导热氮化硅陶瓷。研究了C的添加量对于氮化硅陶瓷的致密化、晶相、微结构、力学性能以及热导率的影响规律。最终制备的氮化硅陶瓷密度可以达到99%以上,热导率达到98W/m·K。     

高导热铝基板用导热绝缘胶的制备

以环氧树脂为基体树脂,氧化铝、氮化硼、氮化硅和二氧化硅混杂粒子为导热填料,制备了一种新型高导热铝基板用导热绝缘胶粘剂。研究了填料种类与用量及硅烷偶联剂对胶粘剂热导率、体积电阻率、介电常数等性能的影响。对于此导热绝缘胶,随着混合填料填充量的增加,导热率呈型上升趋势;混合填料用量为60 wt%时,热导率达到3.81 W/(m.K),是纯环氧树脂胶的10倍以上。     

功率电子器件用AlN陶瓷基板的研制

阐述了AlN陶瓷的烧结原理 ,分析了烧结工艺参数对大面积AlN基板性能的影响 ,成功研制出了高热导率(190W /m·K)、大面积 (14 0mm× 90mm)、翘曲度为 2 0 μm/5 0mm的AlN陶瓷基板。     

大尺寸TGG晶体生长与性能研究

铽镓石榴石(Tb_3Ga_5O_(12),TGG)晶体具有大的Verdet常数、低的透射损耗、高的热导率及高的激光损伤阈值,是制作高功率全固态激光器中法拉第隔离器的最佳磁光材料。采用自主研发的JGD-800型上称重自动提拉炉,成功生长出φ53mm×80mm,外观完整,无开裂、无螺旋的TGG晶体。加工了用于高功率隔离器、尺寸为φ40mm×30mm的TGG样品,通过可见及近红外分光光度计测试,晶体透过率约为80.6%;测试晶体的室温热导率为4.566 W/(m·K),其热导率随温度升高而下降。热膨胀测试结果表明,在26.5~200℃时,热膨胀系数为-2.682 0×10-6 K~(-1);在200~500℃时,热膨胀系数为15.090 4×10~(-6) K~(-1)。通过正交消光法测试1 064nm波长晶体的Verdet常数为39.9rad/(mT);经ZYGO干涉仪测试晶体的光学均匀性为4.3×10~(-6),透射波前为λ/5(波长λ=632.8nm);采用波长1 064nm,10Hz、9ns激光测试晶体的激光损伤阈值为3.5GW/cm~2。结果表明,本实验方法生长的大尺寸TGG晶体质量较好,在高功率全固态激光器领域中具有广泛的应用前景。     

印刷电路板散热过孔导热率计算方法及优化

为了对电源设备的印刷电路板(PCB)散热过孔的导热性能做优化提高,推导了一套理论计算公式,采用数值仿真、实验测试的方法验证了该公式的可靠性。通过该理论计算公式,研究了散热过孔的孔径、填充的材料以及过孔镀铜厚度对导热率的影响。研究结果显示,过孔内孔直径为0.45 mm为最优直径;填充材料为FR4或者Rogers时没有明显的改善,但是如果用焊锡等高导热率的材质填充时导热率有明显的提高;过孔镀层厚度对导热率的影响非常大,呈线性的增长关系。采用该结果推荐的三种散热过孔优化方案,能使导热率分别提高6.5%,35%及51%。     

路面振动压电俘能器的性能分析

建立路面振动压电俘能的数学模型,提出压电俘能器的性能要求,分析结构参数及埋设深度对俘获电能及路面变形的影响.结果表明,压电俘能器埋设越深,俘获电能越多,路面变形越小;压电陶瓷片直径和厚度越大,俘获性能虽提高,路面的变形却增大.一个直径φ30 mm、厚5 mm的压电俘能器,埋设40 mm路面下,在15 Hz、0.7 MPa标准轮载作用下,可俘获0.42 mW的电能.     

封装用高热导率硅胶性能的研究

通过对LED封装结构热模拟分析表明,模拟固晶胶粘贴部分失效的情况下,采用热导率为0.1 W/m·K的普通硅胶封装成的LED芯片最高温度为220.27℃,采用导热填料高热导率硅胶灌封的LED芯片最高温度可降低到122.71℃,大幅降低了芯片的温度.纳米ZnO导热填料高热导率硅胶,其填料颗粒的直径小于25 nm,透光率高,...     

耐高温陶瓷透波纤维研究进展

陶瓷透波纤维是耐高温透波复合材料与天线罩研制的关键增强材料。详细介绍了Si3N4、BN、SiBN三种耐高温陶瓷透波纤维的研究进展,结果表明,连续SiBN陶瓷纤维结合了Si3N4纤维和BN纤维的优点,具有优异的耐高温性能、力学性能和介电性能,是一种理想的陶瓷基透波复合材料的增强纤维。     

玻璃粉料粒度对B-Al-Si/Al_2O_3性能的影响

通过改变球磨时间,得到不同粒度的B2O3-Al2O3-SiO2(简称B-Al-Si或BAS)玻璃粉料。在玻璃粉料中混入质量分数为40%的Al2O3陶瓷粉末,用流延法制备了低温共烧BAS/Al2O3玻璃/陶瓷复相材料。研究了烧结温度和玻璃的粒度对复相材料的烧结性能、介电性能和热稳定性的影响。结果表明:在800～900℃,材料致密化后析出钙长石晶体;球磨1h的玻璃粉料与w(Al2O3)40%混合烧结的复相材料的性能最优,850℃保温30min后,于10MHz测试,其εr=7.77,tanδ=1×10-4;扫描电镜显示其微观结构致密,有少量闭气孔。     

An improvement of thermal conductivity of underfill materials for flip-chip packages

Effective heat dissipation is crucial to enhance the performance and reliability of electronic devices. In this work, the performance of encapsulants filled with carbon fiber was studied and compared with silica filled encapsulants. Encapsulants filled with mixed combination of fillers for optimizing key properties were also investigated. The thermal and electrical conductivities were investigated and glass transition temperature (Tg), thermal expansion coefficient (TCE), and storage modulus (E') of these materials were studied with thermal analysis methods. The composites filled with both carbon fiber and silica showed an increase of thermal conductivity three to five times of that of silica filled encapsulants of the same filler loading while maintaining/enhancing major mechanical and thermal properties.     

添加MgLiSi玻璃对BNT陶瓷介电性能的影响

采用传统固相反应法,制备了钨青铜结构BaO·Nd2O3·4TiO2(BNT)陶瓷,并添加质量分数为1%～6%的MgO·Li2O·SiO2(MgLiSi)玻璃。对其显微结构和介电性能进行了研究。结果表明:在BNT陶瓷中添加适量的MgLiSi玻璃,可以使BNT陶瓷的烧结温度从1250℃以上降低到1150℃,并提高其介电性能。当添加质量分数为4%的MgLiSi玻璃时,BNT陶瓷可获得最佳的介电性能:εr=95,tanδ=5×10–4,击穿场强为16.7×103V/mm。     

添加玻璃粉对Ba_2Ti_9O_(20)系瓷料低温烧结的影响

采用H3BO3、ZnO、SiO2、Al2O3、Li2CO3和CaCO3等原料,通过高温熔融、淬火等工艺,获得了低熔点玻璃粉,研究了玻璃粉的熔融、力学性能、介电性能及其含量对MLCC瓷料烧结的影响。结果表明:在Ba2Ti9O20主晶相材料中加入质量分数为4%～7%的低熔点玻璃粉,有利于瓷料在910～950℃低温烧结致密,其绝缘电阻率ρ大于1013Ω·cm,tanδ为(1.2～2.0)×10–4,εr为32～38。     

ZnO-B_2O_3玻璃对Mg_2TiO_4微波介质陶瓷结构和性能的影响

利用传统固相烧结法制备了ZnO-B2O3玻璃掺杂的Mg2TiO4微波介质陶瓷,研究了ZnO-B2O3玻璃掺杂对所制陶瓷相成分、微观形貌和微波介电性能的影响。结果表明:ZnO-B2O3玻璃掺杂能使Mg2TiO4陶瓷的致密化温度降低200℃左右。当Mg2TiO4中掺杂质量分数2%的ZnO-B2O3玻璃时,经1 300℃烧结所得陶瓷微波性能较好:εr=13.62、Q.f=101 275 GHz、τf=–51×10–6/℃。