Оптимизация техники получения электропроводящих псевдосплавов для электронных устройств

М.В. Инюхин; А.П. Коржавый; Г.В. Прасицкий; В.К. Шаталов

doi:10.18127/j15604128-201905-04

Оптимизация техники получения электропроводящих псевдосплавов для электронных устройств

М.В. Инюхин¹, А.П. Коржавый², Г.В. Прасицкий³, В.К. Шаталов⁴

научная статья УДК 537.874:538.953 Страницы: 23-31 doi.org/10.18127/j15604128-201905-04

¹ инженер-технолог, АО «Биметалл» (г. Калуга)
² д.т.н., профессор, Калужский филиал МГТУ им. Н.Э. Баумана
³ аспирант, Калужский филиал МГТУ им. Н.Э. Баумана
⁴ д.т.н., зав. кафедрой, Калужский филиал МГТУ им. Н.Э. Баумана

Ключевые слова: Псевдосплавы Cu-Mo и Cu-W методы контроля и свойства электропроводящих структур объемные теплоотводы пористые тугоплавкие каркасы капилляры местные сопротивления инфильтрация

Аннотация

Постановка проблемы. В современных условиях для устройств технологии востребованы композиционные материалы со строго заданными физико-химическими свойствами, в частности, псевдосплавы составов медь-молибден (Cu-Mo) и медь-вольфрам (Cu-W). При этом часто их изготовление связано с рядом технологических трудностей, которые не позволяют получать эти материалы с требуемым уровнем качества и повторяемостью основных свойств.

Цель. Рассмотреть возможность создания метода и технологии получения беспористых псевдосплавов на модельной композиции медь-молибден (Cu-Mo) с помощью непрерывного контроля изменения электропроводности во время процесса инфильтрации.

Результаты. Предложен способ, который устанавливает зависимость пористости тугоплавкого каркаса в процессе инфильтрации от его электропроводности и позволяет точно фиксировать момент завершения полного заполнения капилляров в пористом каркасе жидкой компонентой. Расчетными, модельными и экспериментальными методами оптимизирована техника получения тугоплавких псевдосплавов на основе молибдена и вольфрама, применяемых в качестве электропроводящих изделий в различных электронных устройствах. Оптимизация техники получения псевдосплавов различного состава основана на способе контроля электрических характеристик образцов в процессе пропитки (инфильтрации) пористого тугоплавкого каркаса жидкой фазой, обладающей высокой электропроводностью. Показано, что предложенный способ позволяет устанавливать зависимость пористости инфильтруемого псевдосплава и его электропроводности и точно фиксировать момент завершения полного заполнения капилляров пористого каркаса жидкой компонентой. Это важно при проведении финишного охлаждения в техпроцессе получения беспористых псевдосплавов с высокой стабильностью физических свойств. Моделирование нового способа получения беспористых псевдосплавов выполнено на системе Cu-Mo.

Практическая значимость. Создание управляемого процесса инфильтрации тугоплавкого каркаса жидкой медью позволит существенно улучшить условия обеспечения качества при изготовлении беспористых псевдосплавов для устройств современных электронных систем.

Для цитирования

Инюхин М.В., Коржавый А.П., Прасицкий Г.В., Шаталов В.К. Оптимизация техники получения электропроводящих псевдосплавов для электронных устройств // Электромагнитные волны и электронные системы. 2019. № 6. С. 23–31. DOI: https://doi.org/10.18127/j15604128-201905-04

Список источников

Арсеничев С.П., Григорьев Е.В., Зуев С.А. и др. Дифракция электромагнитного излучения на тонких проводящих пленках металлоэлектрических структур в прямоугольном волноводе // Электромагнитные волны и электронные системы. 2017. Т. 22. № 2. С. 48−52.
Рыжиков И.А., Мухуров Н.К., Виноградов А.П., Седова М.В. Металлизация микроканалов в пористом анодном оксиде алюминия для создания перспективных метаматериалов // Журнал функциональных материалов. 2007. Т. 1. № 3. С. 114−117.
Марин В.П., Федоров В.К., Луценко А.В. Основы теории нанотехнологий: Монография. М.: Изд-во МАТИ. 2013. 128 с.
Файфер С.И., Кофтелев В.Т., Коржавый А.П. Об элекропроводящих керметах для подогревателей катодов // Электронная техника. Сер. 14: Материалы. 1969. № 6. С. 3−10.
Струмал А.Б. Полное, неполное и псевдонеполное смачивание границ зерен твердыми и жидкими фазами: Автореф. дисс. канд. физ.-мат. наук. М.: 2017. 24 с.
Straumal A.B., Yardley V.A., Straumal B.B. et al. Influence of the grain boundary character on the temperature of transition to complete wetting in Cu-In system // Journ. Mater. Sci. 2015. V. 50. P. 4762−4771.
Страумал Б.Б., Когнетенкова О.А., Колесникова К.И. и др. Реверсивное смачивание границ зерен второй твердой фазой в системе Cu-In // Письма в ЖЭТФ. 2014. Т. 100. С. 596−600.
Atkinson H.V. Modeling the semisolid processing of metallic alloys // Progress in Materials Science. 2005. V. 50. № 1. P. 341−412.
Бодрова Л.Е., Гойда Э.Ю., Пастухов Э.А., Ченцов В.П. Оптимизация способов жидкофазного получения композиционных сплавов Cu-W // Перспективные материалы. 2017. № 7. С. 54−61.
Гегузин Я.Е. Капля. М.: Наука. 1973. 160 с.
Korzhavyi A.P., Prasitskii V.V., Prasitskii G.V. Heat-removing and emitting compositions based on W and Pd powders: a study of the production processes and structures // Metal Science and Heat Treatment. 2018. V. 60. № 3−4. P. 200−205.
Глаголев В.К., Морозов А.Н. Физическая термодинамика: Учеб. пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2007. С. 228232.
Исаев С.И., Кожинов И.А., Кофанов В.И. и др. Теория тепломассообмена: Учебник для вузов / Под ред. А.И. Леонтьева. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2018. 462 с.
Валиев Р.З., Александров И.В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. М.: Лого. С. 2000. 271 с.

[1] Арсеничев С.П., Григорьев Е.В., Зуев С.А. и др. Дифракция электромагнитного излучения на тонких проводящих пленках металлоэлектрических структур в прямоугольном волноводе // Электромагнитные волны и электронные системы. 2017. Т. 22. № 2. С. 48−52.

[2] Рыжиков И.А., Мухуров Н.К., Виноградов А.П., Седова М.В. Металлизация микроканалов в пористом анодном оксиде алюминия для создания перспективных метаматериалов // Журнал функциональных материалов. 2007. Т. 1. № 3. С. 114−117.

[3] Марин В.П., Федоров В.К., Луценко А.В. Основы теории нанотехнологий: Монография. М.: Изд-во МАТИ. 2013. 128 с.

[4] Файфер С.И., Кофтелев В.Т., Коржавый А.П. Об элекропроводящих керметах для подогревателей катодов // Электронная техника. Сер. 14: Материалы. 1969. № 6. С. 3−10.

[5] Струмал А.Б. Полное, неполное и псевдонеполное смачивание границ зерен твердыми и жидкими фазами: Автореф. дисс. канд. физ.-мат. наук. М.: 2017. 24 с.

[6] Straumal A.B., Yardley V.A., Straumal B.B. et al. Influence of the grain boundary character on the temperature of transition to complete wetting in Cu-In system // Journ. Mater. Sci. 2015. V. 50. P. 4762−4771.

[7] Страумал Б.Б., Когнетенкова О.А., Колесникова К.И. и др. Реверсивное смачивание границ зерен второй твердой фазой в системе Cu-In // Письма в ЖЭТФ. 2014. Т. 100. С. 596−600.

[8] Atkinson H.V. Modeling the semisolid processing of metallic alloys // Progress in Materials Science. 2005. V. 50. № 1. P. 341−412.

[9] Бодрова Л.Е., Гойда Э.Ю., Пастухов Э.А., Ченцов В.П. Оптимизация способов жидкофазного получения композиционных сплавов Cu-W // Перспективные материалы. 2017. № 7. С. 54−61.

[10] Гегузин Я.Е. Капля. М.: Наука. 1973. 160 с.

[11] Korzhavyi A.P., Prasitskii V.V., Prasitskii G.V. Heat-removing and emitting compositions based on W and Pd powders: a study of the production processes and structures // Metal Science and Heat Treatment. 2018. V. 60. № 3−4. P. 200−205.

[12] Глаголев В.К., Морозов А.Н. Физическая термодинамика: Учеб. пособие. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2007. С. 228232.

[13] Исаев С.И., Кожинов И.А., Кофанов В.И. и др. Теория тепломассообмена: Учебник для вузов / Под ред. А.И. Леонтьева. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2018. 462 с.

[14] Валиев Р.З., Александров И.В. Наноструктурные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. М.: Лого. С. 2000. 271 с.