基于有限元方法的PCB基板热性能研究及超细铜粉的制备

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随着电子产品向着体积小型化、信号高频化、用途多功能化的趋势发展,作为电子行业二级封装的印制电路产业也面临高密度、高可靠性、传输信号高数字化等诸多挑战,研究人员开始探索新的技术手段和工艺创新以迎接这些挑战。其中开发具有良好散热性能的基板和采用印制电子技术印制导电线路是行业内具有重要实际价值的两个领域。散热性能良好的基板可以有效地降低电子产品因温度过高而造成的失效风险,而印制电子技术采用直接印制线路的方法,避免了材料的浪费,节约了成本。本文对基板的热性能和印制电子用超细铜粉的制备分别进行了研究。本文基于有限元方法和传热学基本理论,采用ANSYS软件对影响基板热性能的因素进行了分析,得到了基板的温度场分布,提出了一种内部嵌入铝基导热层的基板结构,并对其进行了热仿真。研究发现,在基板内部嵌入铝基导热层可以有效地降低元器件的工作温度,即使导热层的厚度很薄,其对基板的散热能力也有很大的提高。通过改变导热层的厚度和嵌入位置,得到了各种情况下的基板温度场分布图,探讨了厚度和嵌入位置对基板散热性能的影响,并对热量沿Z轴方向的传导进行了研究。此外,从设计的角度浅析了元器件布局和布线对基板散热性能的影响。本文以对环境友好的L-抗坏血酸为还原剂,室温下制备了超细铜粉,并对产物进行了表征,分别研究了PVP浓度、乙酸铜滴加速率、L-抗坏血酸浓度、反应时间和体系粘度对产物形貌和粒径的影响,提出了相关的作用机理。以L-抗坏血酸为还原剂,采用两步法制备了超细铜粉,对其进行了表征,探讨了温度对产物的影响,通过正交设计的方法,对反应的条件进行了优化,采用最优化参数进行实验得到了粒径范围80~120nm的超细铜粉。以次亚磷酸钠为还原剂,在一缩二乙二醇体系中,得到了粒径范围60~100nm的超细铜粉,研究了PVP物质的量和温度对产物的影响,通过改变硫酸铜水溶液和一缩二乙二醇体系的体积比,得到了棒状结构的超细铜粉。
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