碳微纳米材料复合材料热导率的研究

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1、电子科技大学UNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS（电子科技大学图标）论文题目碳微纳米材料复合材料热导率的研究学科专业电子与通信工程学号201122031032作者姓名黄江指导教师林媛教授分类号密级注1UDC学位论文碳微纳米材料复合材料的热导率研究（题名和副题名）黄江（作者姓名）指导教师林媛教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2014.04.02论文答辩日期2014.05

2、.19学位授予单位和日期电子科技大学2014年6月30日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。THESTUDYOFTHERMALCONDUCTIVITYOFMCRO-ANDNANO-CARBONMATERIALSDOPEDCOMPOSITEMATERIALAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:ElectronicandTelecommunicationEngineerAuthor:HuangJiangAd

3、visor:Prof.LinYuanSchool:MicroelectronicandSolidStateEngineering独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权

4、保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日摘要摘要随着科学技术的不断发展，微电子器件性能得到了不断提升。然而，伴随着器件的功率密度的不断增大，器件散热已经成为了提高器件可靠性所必须解决的问题。对于以高密度、小型化、低成本为目标的微电子器件而言，对封装材料的性能要求也变得越来越高。AlN薄膜由于其高热导率、较高的介电常数被作

5、为潜在的芯片封装材料受到许多的研究，环氧树脂等有机材料由于其机械性能好，电绝缘性高等优势而广泛应用于微电子器件以及LED等器件的封装中，但是，单一的AlN薄膜和环氧树脂常表现为较低的热导率。掺杂高热导率的微纳米材料是提高基体材料热导率一种行之有效的方法，而碳纳米管与金刚石粉体都表现为拥有很高的热导率。基于以上分析，本文研究了高热导率的碳微纳米材料（碳纳米管、金刚石粉体）掺杂AlN薄膜以及环氧树脂，并对所得的热导率数据进行了理论分析，主要分为以下几个部分：1.利用高分子辅助沉积法在Si(100)衬底上制备AlN薄膜以及碳微纳米材料掺杂AlN复合薄膜

6、，利用XRD和XPS分析AlN及其复合薄膜的结构和成分，采用自建的3ω测试装置测试了薄膜的热导率并对掺杂产生的影响进行了分析。2.利用聚乙烯亚胺与浓酸混合液对碳纳米管进行表面处理，以及氢氟酸对金刚石粉体进行表面处理，采用原来复合法将经过不同表面处理的碳微纳米材料与环氧树脂制备成为复合材料，利用SEM表征复合材料的截面形貌以及碳微纳米材料在环氧树脂基体材料中的分散情况，并采用激光闪光法测试不同复合材料的热导率。3.分析复合材料热导率的计算模型----有效匀质理论和渗透理论，讨论其理论模型的可取之处和缺陷，通过结合两种理论模型各自的优点并规避其缺陷，

7、推出了新的复合理论模型，通过选取合适的参数，对实验数据进行了合理的拟合。关键词：碳纳米管，金刚石粉体，AlN薄膜，环氧树脂，热导率IABSTRACTABSTRACTWiththedevelopmentoftechnology,theperformanceofmicroelectronicdevicesisimprovedrapidly.However,asthepowerdensityofthemicroelectronicsdevicesisincreasingcontinuously,thermaldissipationinhighdensi

8、tymicroelectronicdevicesbecomesvitaltoensurethereliabilityofthesedev