Методы измерений теплопроводностей керамических материалов, используемых в микроэлектронике

Содержание

Введение 3
1. Керамические материалы, используемые в микроэлектронике 5
2. Теоретические основы исследования теплофизических свойств керамики 8
3. Методы измерения теплопроводности материалов, применяющихся в микроэлектронике 13
3.1. Стационарные методы определения теплопроводности 14
3.2. Нестационарные методы определения теплопроводности 18
3.3 Метод цилиндра 22
Заключение 26
Список использованных источников 27

Введение

В современных изделиях различного назначения, в том числе в микроэлектронике, широко применяют керамические материалы.
Прогнозирование теплообмена в конструктивных элементах невозможно без знания их теплофизических характеристик (ТФХ). Вместе с тем, справочные данные по ТФХ керамических материалов известны, как правило, до 1100 К, а данные по ТФХ ряда перспективных материалов, например стеклокерамики и нитридной керамики, отсутствуют.
При разработке и поставках серийной продукции выполняется большой объём работ по контролю различных и в том числе теплофизических характеристик керамики. Стабильность ТФХ материалов может являться одним из существенных признаков соблюдения параметров технологического процесса. Поэтому процедуры определения ТФХ должны обладать достаточно высокой производительностью и точностью.
Одна из важнейших характеристик в оценке теплофизических характеристик изделия — коэффициент теплопроводности материала, рассчитываемый по результатам косвенных измерений. В теоретическом плане его определение опирается на аппарат обратных задач математической физики.
Традиционные методы определения этой характеристики и их математико-алгоритмическое обеспечение основаны на стационарных или регулярных режимах одномерного теплопереноса в единичном образце исследуемого материала, а экспериментальные установки имеют достаточно сложные конструкции особенно, когда это касается исследований при высоких температурах. Повышенные требования к точности измерения высоких температур заставляют применять дорогие платиносодержащие термопары. При длительном воздействии высоких температур возможно изменение структуры керамики, например, изменение пористости или фазового состава, и, как следствие, изменение значений ее теплопроводности [1].
В последнее время получили развитие методы определения ТФХ при нестационарном теплообмене экспериментального образца, основанные на решении нелинейных коэффициентных обратных задач теплопроводности (КОЗТ) [2]. Они имеют существенные преимущества по сравнению с традиционными методами, но освоение соответствующих вычислительных программ вызывает затруднения у практиков, занятых преимущественно экспериментальными исследованиями [1].
Цель работы заключается в исследовании методов измерений теплопроводностей керамических материалов, используемых в микроэлектронике.
Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:
— описать керамические материалы, используемые в микроэлектронике;
— рассмотреть теоретические основы исследования теплофизических свойств керамики;
— провести исследование методов измерения теплопроводности: указать их характеристику, область использования, преимущества и недостатки.
Таким образом, объектом исследования данной курсовой работы является керамические материалы, используемые в микроэлектронике, а предмет исследования – их теплофизические свойства.

Список литературы

1. Середа Г.Н. Физическое и математическое моделирование теплообмена в керамических конструкционных материалах. – Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. – Обнинск, 2015
2. Алифанов, О.М. Основы идентификации и проектирования тепловых процессов и систем: учебное пособие / О.М. Алифанов, П.Н. Вабищевич, В.В. Михайлов и др. – М.: Логос, 2001. – 400 с.
3. Марков, В. Ф. Материалы современной электроники : [учеб. пособие] / В. Ф. Марков, Х. Н. Мухамедзянов, Л. Н. Маскаева ; [под общ. ред. В. Ф. Маркова] ; М-во образования и науки Рос. Федерации, Урал. федер. ун-т. – Екатеринбург : Изд-во Урал. ун-та, 2014. – 272 с
4. Платунов, Е.С. Теплофизические измерения и приборы / Е.С. Платунов, С.Е. Буравой [и др.].– Л.: Машиностроение, 1986. – 256 с.
5. Филиппов, Л.П. Измерение теплофизических свойств методом периодического нагрева / Л.П. Филиппов.– М.: Атомэнергоиздат, 1984. – 105 с.
6. Темкин, Ф.Г. Обратные задачи теплопроводности / Ф.Г. Тем- кин. – М.–Л.: Энергия, 1973. – 464 с.
7. Алифанов, О.М. Идентификация процессов теплообмена лета- тельных аппаратов / О.М. Алифанов. – М.: Машиностроение, 1979. – 216 с.
8. Исаев, К.Б. Теплофизические характеристики материалов в широком диапазоне температур и скоростей нагрева / К.Б. Исаев. – К.: Куприянова, 2008. – 240 с.
9. Определение теплопроводности и термического расширения керамического материала. – Режим доступа: http://helpiks.org/2-5018.html (дата обращения 02.10.2017).
10. Жмуриков Е.И., Савченко И.В. Измерения теплофизических свойств графитовых композитов для конвертора нейтронной мишени. – Новосибирск, 2010
11. Пономарев С.В., Мищенко С.В., Дивин А.Г. Теоретические и практические аспекты теплофизических измерений: Монография. В 2 кн. – Тамбов: Изд-во Тамб. Гос. Техн. Ун-та, 2006. – Кн. 1. – 206 с.
12. Концевой Ю.А., Катаев С.И. , Сидоров В.А., Страдымов А.Ф. // «Пульсар-2014». Твердотельная электроника. Сложные функциональные блоки РЭА. Материалы XIII научн.-техн. Конф. 8-10 октября 2014. Дубна. С. 347-348.
13. Перевозчиков С.М., Загребин Л.Д. // измерительная техника. 2001. №12. С. 39-43.
14. Груздов В.В., Колковский Ю.В., Концевой Ю.А. Контроль новых технологий в твердотельной СВЧ электронике. — М.: Техносфера, 2016. — 328 c.
15. Тепломассообмен: Методические указания. – СПб.: СЗТУ, 2003. – 29 с.
16. Электротехническая керамика. – Режим доступа: http://ftemk.mpei.ac.ru/ctlw/pubs/etm_full/dielf/07.05.03.htm (дата обращения 02.10.2017).

Общий объем: 28

Год: 2018

Цена: 500 руб.