СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 2011-9

го проведения экспериментальных ра бот мы использовали метод литья на плёнку. С этой целью были исследованы порошки AlN и Y 2 O 3 фирм Starck (Германия), Tokuyama Soda (Япония), EnoMaterial (Китай) и Российского института структурной макрокине тики и проблем материаловедения ИСМиПМ (г. Черноголовка, Московс кая обл.). Порошки исследовались методами элементного (EDS), рент генофазового (XRD) и термическо го анализа, измерялась удельная по верхность методом БЭТ. Лучшими ха рактеристиками и кристаллической структурой обладают порошки про изводства Starck и Tokuyama Soda, близким к ним по составу и свой ствам является порошок, изготавли ваемый в ИСМиПМ. Для проведения экспериментальных работ выбраныпорошки нитрида алю миния, изготовленные в ИСМиПМ, и в качестве спекающей добавки – оксид иттрия фирмы Starck. Эксперимент проводился по следу ющий технологической схеме: ● подготовка сырья; ● приготовление шликера; ● изготовление сырых образцов; ● термическое удаление пластифика тора; ● спекание образцов; ● мехобработка полученных под ложек. Для изготовления эксперименталь ных образцов исходные сухие компо ненты измельчались и перемешива лись на планетарной мельнице АПФ 3. Далее сухая масса AlN и Y 2 O 3 переме шивалась с растворителем, дисперга тором, пластификатором, связкой и пеногасителем в шаровой мельнице и вакуумировалась, полученныйшликер отливали на лабораторной установке литья КЕКО (рис. 2) лентами толщи ной от 0,3 до 1,0 мм ишириной 215мм, сушили при 30 ° С в течение 2 ч и реза ли на заготовки. Предварительный об жиг для удаления связки проводился в среде водорода при 500 ° С, а оконча тельный обжиг – в среде азота по спе циальному графику с выдержкой об разцов в течение 5 ч при температуре 1850 ° С (рис. 3). У полученных образцов измеря лись электрофизические параметры и теплопроводность. Результаты из мерений коэффициента теплопро водности представлены на графике (рис. 4). В ЫВОДЫ На основании проведённых иссле дований спечённых образцов и анали за полученных данных можно сделать следующие выводы: ● при изготовлении подложек мето дом литья на плёнку и окончатель ном обжиге в среде азота с выдерж кой образцов в течение 5 ч при температуре 1850 ° С наибольшую плотность 3,26 гр/см 3 , высокие элек трофизические характеристики и теплопроводность 164 Вт/м К име ли образцы со спекающей добавкой Y 2 O 3 в количестве 3% мас.; ● наиболее эффективное удаление кислорода из кристаллической ре шётки нитрида алюминия дости гается при эквивалентном соотно шении оксида иттрия в количестве 5% мол. к 1% мол. оксида алюминия. Для дальнейшего повышения коэф фициента теплопроводности и улуч шения теплофизических характерис тик образцов требуется проведение до полнительных исследований в этом направлении. Благодарим за помощь в проведении экспериментальных работ и исследо ваниях полученных образцов сотруд ников кафедры силикатов и нанома териалов, а также Наноцентра ТПУ (г. Томск). Л ИТЕРАТУРА 1. Slack G.A. J. Phys.Chem. Solids 34 (1973). P. 321–335. 2. Патент США № 4952535, кл. C 04 B 35/00, 1990. 3. Патент РФ № 2032642, кл. C 04 B 35/58, 1995. 4. Патент США№5459113, кл. C 04 B 35/581, 1995. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 16 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 9 2011 Рис. 2. Установка литья подложек на плёнку фирмы КЕКО (Словения) 2000 Температура, °С 1600 1200 800 400 0 1900 Время, мин 1500 1000 500 0 Рис. 3. Режим обжига алюмонитридной керамики 180 Коэффициент теплопроводности, Вт/м °С 160 140 120 100 80 60 Содержание Y 2 O 3 в мас., % 0 1 2 3 4 5 Рис. 4. Зависимость коэффициента теплопроводности от количества Y 2 O 3 спекающей добавки. 2400 2200 2000 1800 1600 Al 2 O 3 Y 2 O 3 T, °C Содержание, % 0 20 40 60 80 100 Liquid Liquid Y 2 O 3 + Liq. Y 2 O 3 + 2:1 Y 4 AL 2 O 9 (2:1) Y 3 AL 5 O 12 (3:5) 1940° 1930° 1835° 1875° 2:1 + Liq. 2020° 1:1 + Liq. 3:5 + Liq. 3:5 + Liq. 2:1 + Liq. 3:5 + α Al 2 O 3 α Al 2 O 3 + Liq. 2:1 + 1:1 2:1 + 3:5 1:1 + 3:5 2:1 + 3:5 2:1 1:1 3:5 1760° 2020° 1930° 1865° 1850° Рис. 1. Диаграмма состояния двухфазной системы Y 2 O 3 –Al 2 O 3 © СТА-ПРЕСС