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电子封装用高导热低膨胀率WCu复合材料的研究的任务书
一、背景介绍
随着电子芯片制造工艺的不断进步，封装技术也获得了重大发展。封装技术不仅可以对芯片进行保护，还可以提高芯片的可靠性和性能。然而，封装过程中产生的热应力问题一直是制约封装技术发展的瓶颈之一。特别是在高功率密度集成电路的封装中，如功率放大器、LED等，热量的积累更加剧烈，加重了封装盖的热应力问题。
因此，开发一种高导热低膨胀率的复合材料，既能够提高散热能力，同时又能够减小热应力，对于推动电子封装技术的发展至关重要。
二、研究目的
本项研究旨在开发高导热低膨胀率WCu复合材料，并探索其在电子封装领域的应用。
具体研究目标如下：
1.制备高导热低膨胀率WCu复合材料，优化其制备工艺，提高其机械性能和导热性能。
2.研究WCu复合材料的热膨胀系数，探究其与温度、WC含量等因素的关系，提高其低膨胀特性。
3.研究WCu复合材料的导热特性，探究其与WC含量、矩阵材料等因素的关系，提高其导热性能。
4.制作高导热低膨胀率WCu复合材料片材，进行热膨胀和导热实验，验证其在电子封装领域的应用前景。
三、研究内容
本项研究的主要内容包括复合材料制备、材料性能测试和应用实验等三个方面。
1.复合材料制备
复合材料的制备是本项研究的基础，主要包括以下几个方面：
1.1WCu复合材料筛选：在众多的复合材料中，筛选出性能优良、制备工艺简单、成本低廉的WCu复合材料。
1.2材料制备工艺：根据WCu复合材料的特性和要求，确定合适的材料制备工艺，包括原料的选择、混合比例、制备工序等。
1.3材料性能表征：通过SEM、XRD等手段对制备的WCu复合材料进行形貌和物相的分析，以及断口形貌和力学性能的测试等表征。
2.材料性能测试
研究WCu复合材料的热膨胀系数和导热特性，是开发高导热低膨胀率WCu复合材料的关键。
2.1热膨胀性能测试：在高温下，通过测量复合材料的长度变化和温度变化，计算其热膨胀系数。
2.2导热性能测试：通过热导率测试仪，测量复合材料的导热系数，并分析其影响因素。
3.应用实验
为了验证高导热低膨胀率WCu复合材料在电子封装中的应用效果，需要进行相关实验。
3.1制作复合材料片材：将WCu复合材料制成片材，在片材上装配实际的电子器件。
3.2热应力测试：在高功率电子器件加热的情况下，通过测量片材的长度和形变，验证其低膨胀性能。
3.3散热测试：通过测量电子器件表面温度等实验手段，比较WCu复合材料片材和其他材料片材的散热能力。
四、预期成果
本研究的预期成果包括：
1.成功筛选出性能优异的、制备工艺简便的高导热低膨胀率WCu复合材料，并通过SEM、XRD等手段，对其形貌和物相进行表征。
2.探究WCu复合材料的热膨胀系数和导热特性的影响因素，提高其低膨胀特性和导热性能。
3.制作高导热低膨胀率WCu复合材料片材，进行热膨胀和导热实验，验证其在电子封装领域的应用前景。
4.发表相关科研论文，获得国家发明专利等成果。
五、研究意义
开发高导热低膨胀率WCu复合材料，不仅是对电子封装技术的一次重要突破，也具有重要的社会意义。
1.提升电子器件在高功率运转时的可靠性和性能，促进电子产业的发展。
2.减少封装工艺中的热应力问题，降低封装过程中的损耗和成本，提高封装的可靠性。
3.探索高导热低膨胀率复合材料在其他领域的应用，如航空航天、汽车制造等，其应用前景广阔。
综上所述，本项研究将对新材料领域的发展做出积极的贡献，具有重要的科学意义和应用价值。