[article]
| Titre : |
Investigation of thermal and dielectric properties of epoxy baed hybrid composites for microelectronics applications |
| Type de document : |
texte imprimé |
| Auteurs : |
Alok Abrawal, Auteur ; A. Sataphathy, Auteur |
| Année de publication : |
2018 |
| Article en page(s) : |
p. 506-513 |
| Note générale : |
Bibliogr. |
| Langues : |
Anglais (eng) |
| Catégories : |
Caractérisation
Charges (matériaux)
Diélectriques
Dilatation (thermodynamique)
Epoxydes
Matières plastiques dans les équipements électriques et électroniques
Microélectronique
Microsphères
Nitrure d'aluminiumLe nitrure d'aluminium (symbole chimique : AlN) est un semi-conducteur III-V à large bande interdite (6,2 eV). C'est un matériau réfractaire et céramique qui offre la rare caractéristique d'associer à l'isolation électrique à une très grande conductivité thermique à température ambiante (allant de 25 à 319 W.m-1 .K-1 suivant sa microstructure et sa forme (monocristal), film mince, nanofil...). Il présente, de plus, une grande résistance à l'oxydation et à l'abrasion. Enfin, ce matériau présente des propriétés piézoélectriques intéressantes : un coefficient piézoélectrique d33 compris entre 3.48 et 5pm.V-19 et un coefficient de couplage électromécanique voisin de 7%.
Le nitrure d'aluminium se rencontre sous deux structures cristallographiques :
- l'une, hexagonale, est thermodynamiquement stable ; elle est de type wurtzite ;
- la seconde, cubique est métastable ; elle est de type zinc-blende.
Le nitrure d'aluminium trouve des applications potentielles en optoélectronique dans le domaine des ultraviolets, comme substrat pour des croissances épitaxiales et en électronique de puissance pour la fabrication de transistors hyperfréquence de puissance.
Actuellement, de nombreuses recherches sont menées pour produire des diodes électroluminescentes (LEDs) à émission UV utilisant du nitrure d'aluminium-gallium. En 2006, des chercheurs du laboratoire "Nippon Telegraph and Telephone" (NTT) au Japon ont rapporté la fabrication de diodes à base de nitrure d'aluminium atteignant des longueurs d'onde de l'ordre de 210 nm. La recherche se poursuit encore autour de ce matériau pour diminuer la longueur d'onde d'émission des LEDs notamment par l'introduction d'AlN sous la forme de nanofils.
Le nitrure d'aluminium est aussi utilisé pour ces propriétés piézoélectriques. En effet, du fait de son module d'Young particulièrement élevé, il présente de hautes vitesses d'ondes acoustiques de l'ordre de 10 400 m/s. Cette caractéristique en fait un matériau de choix pour les filtres à onde acoustique de surface de type SAW (pour Surface Acoustic Wave) et les dispositifs à ondes acoustiques de volume de type FBAR (pour Film Bulk Acoustic Wave Resonator).
La synthèse peut se faire par nitruration directe de l'aluminium, ou par réduction de l'alumine en présence d'azote gazeux ou d'ammoniac.
PermittivitéLa permittivité, plus précisément permittivité diélectrique, est une propriété physique qui décrit la réponse d'un milieu donné à un champ électrique appliqué.
C'est une propriété macroscopique, essentielle de l'électrostatique, ainsi que de l‘électrodynamique des milieux continus. Elle intervient dans de nombreux domaines, notamment dans l’étude de la propagation des ondes électromagnétiques, et en particulier la lumière visible et les ondes utilisées en radiodiffusion.
On la retrouve donc en optique, via l'indice de réfraction. Les lois gérant la réfraction et la réflexion de la lumière y font appel.
Thermocinétique
Transition vitreuse
Verre
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| Index. décimale : |
668.4 Plastiques, vinyles |
| Résumé : |
This study aims at exploring composite materials based on polymer matrix for microelectronics application. Materials used for such applications need to have added multifunctional properties. Up to now, a sole polymer or single filler-filled polymer composites is tough to satisfy the demand for more multifunctional properties, particularly to acquire high effective thermal conductivity and low-dielectric constant simultaneously. In this study, hybrid filler systems i.e. aluminum nitride of average particle size 60 to 70 micron and solid glass microspheres of 90 to 100 micron were incorporated into epoxy matrix in an attempt to reach a composite with such desired properties. By varying the volume fraction of fillers (5 to 25 % for aluminum nitride and 5 to 10 % for solid glass microspheres), a new kind of epoxy-matrix composite is fabricated on a laboratory scale by simple hand lay-up technique keeping in mind the fact that the future electronic packaging materials would possess high heat dissipation capability, high glass transition temperature, low coefficient of thermal expansion and low dielectric constant for appropriate functioning of the electronic substrate. In addition, the measured thermal conductivity is compared with calculated values obtained from the proposed mathematical model and found that they are in better agreement with the values obtained from the proposed correlation. |
| Note de contenu : |
- MODEL FOR EFFECTIVE THERMAL CONDUCTIVITY FOR COMPOSITES
- EXPERIMENTAL DETAILS : Material considered - Composites fabrication - Characterization
- RESULTS AND DISCUSSION : Density - Effective thermal conductivity - Glass transition temperature - Coefficient of thermal expansion - Dielectric constant |
| DOI : |
10.3139/217.3520 |
| En ligne : |
https://drive.google.com/file/d/1v9d16xAYlMMm6O0WrgKV_uK590acOsxM/view?usp=drive [...] |
| Format de la ressource électronique : |
Pdf |
| Permalink : |
https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=30890 |
in INTERNATIONAL POLYMER PROCESSING > Vol. XXXIII, N° 4 (08/2018) . - p. 506-513
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