Способ придания частицам желательного значения удельной теплопроводности и/или коэффициента теплового расширения, частица с желательными значениями удельной теплопроводности и/или коэффициента теплового расширения, изделие и слоистое изделие из частиц с желательными значениями удельной теплопроводности и/или коэффициента теплового расширения
Формула / Реферат
Изобретение относится к области изменения свойств частиц.
Технический результат изобретения - изменение коэффициента теплового расширения и удельной теплопроводности слоев, составляющих многослойную частицу.
Для этого множество частиц, содержащих первый материал, покрывают слоем частиц, содержащим второй материал, пока не достигнуто выбранное отношение объема покрытия к объему частиц. Множество частиц, включая покрытые частицы, объединяется таким образом, чтобы частицы соединялись друг с другом для образования изделия. Отношение объема покрытия к объему частиц выбирается таким образом, чтобы изделие проектировалось иметь выбранное отношение объемов, представляющее объем второго материала в изделии по отношению к объему первого в изделии. Первый материал, второй материал и отношение объёмов выбираются таким образом, чтобы изделие было запроектировано проявлять выбранное внутреннее свойство.
Текст
(51)6 05 5/12, 32 5/16, 32 9/00,22 7/02, 25 15/00 НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) СПОСОБ ПРИДАНИЯ ЧАСТИЦАМ ЖЕЛАТЕЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ И/ИЛИ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ, ЧАСТИЦА С ЖЕЛАТЕЛЬНЫМИ ЗНАЧЕНИЯМИ УДЕЛЬНОЙ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ И/ИЛИ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ, ИЗДЕЛИЕ И СЛОИСТОЕ ИЗДЕЛИЕ ИЗ ЧАСТИЦ С ЖЕЛАТЕЛЬНЫМИ ЗНАЧЕНИЯМИ УДЕЛЬНОЙ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ И/ИЛИ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ(57) Изобретение относится к области изменения свойств частиц. Технический результат изобретения - изменение коэффициента теплового расширения и удельной теплопроводности слоев, составляющих многослойную частицу. Для этого множество частиц, содержащих первый материал, покрывают слоем частиц, содержащим второй материал, пока не достигнуто выбранное отношение объема покрытия к объему частиц. Множество частиц, включая покрытые частицы,объединяется таким образом, чтобы частицы соединялись друг с другом для образования изделия. Отношение объема покрытия к объему частиц выбирается таким образом, чтобы изделие проектировалось иметь выбранное отношение объемов, представляющее объем второго материала в изделии по отношению к объему первого в изделии. Первый материал, второй материал и отношение объмов выбираются таким образом, чтобы изделие было запроектировано проявлять выбранное внутреннее свойство. 9663 Изобретение относится к проектированию внутренних свойств частиц, изделий, производимых путем объединения частиц, и покрытий, образованных из частиц, а конкретнее касается производства изделий и покрытий, проектируемых так, чтобы иметь заранее выбранные удельные теплопроводности и коэффициенты температурного расширения, согласующиеся с такими же характеристиками тех материалов, к которым эти изделия и покрытия прикрепляются. Согласно Правилу смесей Лакке, внутренние физические свойства (например, удельная теплопроводность, коэффициент теплового расширения) гетерогенных изделий, составленных, по меньшей мере,из двух тщательно перемешанных материалов, имеют тенденцию изменяться приблизительно линейно в зависимости от отношения объма одного из этих материалов к объму другого материала. К примеру,можно ожидать, что гетерогенное изделие, составленное из 50-50 волюметрической смеси из одного материала, который имеет низкий коэффициент теплового расширения, и другого материала, который имеет высокий коэффициент теплового расширения,будет иметь коэффициент теплового расширения,который представляет собой среднее из коэффициентов теплового расширения обоих материалов. В известном способе производства гетерогенных изделий смесь из двух металлических порошков,которые имеют разные удельные теплопроводности и коэффициенты теплового расширения, уплотняется и спекается для получения изделия. Это изделие имеет запроектированный коэффициент теплового расширения, который примерно соответствует коэффициенту теплового расширения того объекта, к которому изделие предназначено прикрепляться, и запроектированную удельную теплопроводность. В одном свом аспекте изобретение определяет покрытие частицы, изготовленной из первого материала, вторым материалом так, что отношение объма этого покрытия к объму самой частицы практически равно выбранному отношению объмов. Первый и второй материалы и отношение объмов выбираются так, чтобы заставить покрытую частицу проявлять, по меньшей мере, одно выбранное внутреннее свойство, которое является функцией внутренних свойств первого и второго материалов. Первый материал является, например, вольфрамом, молибденом, графитом, карбидом кремния или алмазом. Второй материал является, например, медью. В этом процессе изготавливается частица,имеющая одно или более запроектированных внутренних свойств (таких как удельная теплопроводность или коэффициент теплового расширения), которые отличаются от внутренних свойств первого и второго материалов. В другом свом аспекте изобретение определяет производство изделия из покрытых частиц. Множество покрытых частиц (возможно, смешанных с другими частицами) объединяются, чтобы заставить все эти частицы соединиться друг с другом для образо 2 вания изделия. Это изделие как целое имеет выбранное отношение объмов в соответствии с объмами второго материала в покрытых частицах к объмам первого материала в покрытых частицах. Предпочтительные выполнения включают следующие признаки. Первый материал, второй материал и отношение объмов выбираются для конструирования изделия, проявляющего выбранные внутренние свойства, которые являются функцией внутренних свойств первого и второго материалов. В частности, запроектированные внутренние свойства покрытых частиц проявляются с высокой степенью равномерности и изотропии во всм изделии потому, что каждая частица покрыта равномерно, и потому что отсутствует неотъемлемая случайность в распределении различных материалов или разделение между различными материалами в изделии. В одном выполнении изделие проектируется так,чтобы иметь коэффициент теплового расширения,который практически совпадает с таким же коэффициентом объекта, к которому это изделие должно прикрепляться. Изделие, кроме того, проектируется так, чтобы иметь желательную удельную теплопроводность. Покрытые частицы объединяются уплотнением и твердофазным или жидкофазным спеканием. Спекание заставляет второй материал образовывать границы между смежными частицами. В другом аспекте изобретение определяет производство изделия из множества частиц, которые содержат первый материал, и из матричного материала, который содержит второй материал, реагирующий с первым материалом. На поверхностях частиц образуется предварительное покрытие. Частицы и матричный материал объединяются, чтобы заставить частицы и матричный материал соединиться друг с другом в изделии. Предварительное покрытие на поверхностях частиц предохраняет первый и второй материалы от реакции друг с другом. В другом аспекте изобретение определяет нанесение на объект слоя покрытых частиц. Эти покрытые частицы помещаются в жидкость, а на объект наносится покрытие, включающее в себя множество частиц, которые были помещены в жидкость. Это покрытие имеет выбранное отношение объмов в соответствии с объмом второго материала в каждой покрытой частице к объму первого материала. В другом аспекте изобретение определяет нанесение на объект частиц, которые включают первый материал, при нанесении на объект также и второго материала. Частицы помещаются в жидкость и на объект наносится покрытие, которое включает эти частицы и второй материал. Покрытие имеет выбранное отношение объмов, представляющий объм второго материала в покрытии по отношению к объму первого материала в покрытии. Первый материал, второй материал и отношение объмов выбираются таким образом, чтобы покрытие проявляло, по меньшей мере, одно выбранное физическое свойство, например, удельную теплопроводность или коэффициент теплового расширения (в противо 9663 положность механическим свойствам, например,прочности на разрыв). Выбранное физическое свойство покрытия является функцией физических свойств как первого, так и второго материалов. В другом аспекте изобретение определяет производство изделия уплотнением покрытых частиц до выбранной плотности и до выбранной формы. Уплотннные частицы соединяются друг с другом для образования изделия без увеличения плотности уплотняемых частиц и практически без изменения выбранной формы изделия, т. е. частицы уплотняются примерно до полной плотности (плотность, при которой уплотннные частицы имеют пористость, не дающую соединяющимся между собой проходам проходить с одной стороны изделия на другую сторону). Затем уплотннное изделие спекается и из-за того, что изделие имеет полную плотность, спекание не увеличивает плотности изделия и не меняет его формы. Плотность изделия, а тем самым и конечные размеры изделия могут точно управляться в процессе уплотнения. В другом аспекте изобретение определяет производство изделия из частиц, управляемое таким образом, чтобы заставить изделие иметь выбранную плотность. Частицы, по меньшей мере, часть из которых содержит первый материал и имеет поверхности, на которых образовано покрытие, содержащее второй материал, объединяются, чтобы заставить их соединиться друг с другом для образования изделия выбранной плотности. Первый и второй материалы выбираются так, чтобы изделие проявляло выбранное внутреннее свойство, а плотность выбирается так, чтобы это внутреннее свойство проявляло запроектированное поведение как функция температуры. К примеру, степень линейности коэффициента теплового расширения изделия, образованного из объединнных частиц, зависит от плотности изделия. Посредством выбора и управления плотностью изделия управляется поведение коэффициента теплового расширения как функция температуры и в общем случае дополнительно уточняется выбор коэффициента теплового расширения. В другом аспекте изобретение определяет производство изделия из частиц, причм это изделие имеет две или более части, имеющие различные внутренние свойства. Первое множество частиц содержит, по меньшей мере, один материал, а второе множество частиц содержит, по меньшей мере, один другой материал. Первое множество частиц и второе множество частиц объединяются для соединения первого множества частиц друг с другом для образования первой части (например, слоя) изделия, а второе множество частиц соединяется вместе для образования второй части изделия частицы, расположенные около поверхности раздела между первой и второй частями изделия, соединяются вместе. Первая и вторая части изделия проявляют разные выбранные внутренние свойства согласно композициям (и отношение объмов) частиц. К примеру, первая и вторая части могут иметь разные коэффициенты теплового расширения, и изделие может быть включено непосредственно между двумя объектами с разными коэффициентами теплового расширения, которые соответствуют коэффициентам теплового расширения этих двух частей. Имеется лишь одна граница (расположенная на поверхности раздела между двумя частями изделия), на которой коэффициенты теплового расширения не совпадают, а не серия таких границ, расположенных между следующими друг за другом слоями разнородных изделий. Границы между частицами имеют тенденцию поглощать напряжения от теплового расширения и, следовательно, предотвращается растрескивание или расслоение на соединении между двумя частями. Многочисленные признаки, цели и преимущества изобретения станут яснее из нижеследующего подробного описания и чертежей, где фиг. 1 показывает сечение покрытой частицы по изобретению фиг. 2 иллюстрирует объединение покрытых частиц по фиг. 1 посредством уплотнения фиг. 3 показывает слой покрытых частиц по фиг. 1, нанеснный на поверхность изделия фиг. 4 иллюстрирует корпус электроники, который включает комбинацию конструктивной, тепловой и заземляющей пластин, изготовленных из покрытых частиц по фиг. 1, и выводных рамок, изготовленных из покрытых частиц по фиг. 1 фиг. 5 является диаграммой, иллюстрирующей расширение изделия в функции температуры при плотностях 90, 95 и 100 фиг. 6 иллюстрирует объединение двух отдельных слоев покрытых частиц по фиг. 1 посредством уплотнения фиг. 7 отображает гибридный корпус электроники, используемый для размещения в нм интегральных схем, который изготавливается из покрытых частиц по фиг. 1 фиг. 8 показывает корпус электроники с низкотемпературной керамической подложкой, которая прокаливается, когда поддерживает предварительно спечнную комбинацию конструктивной, тепловой и заземляющей пластин, изготовленных из покрытых частиц по фиг. 1 фиг. 9 показывает высокомощный полупроводниковый компрессионный модуль, содержащий полупроводниковый прибор, который прижат под давлением к теплоотводу, образованному из покрытых частиц по фиг. 1 фиг. 10 показывает сечение покрытой частицы по изобретению, причм частица имеет тонкое пограничное предварительное покрытие фиг. 11 показывает покрытые частицы по фиг. 10, электролитически осаждаемые на изделие совместно с матричным материалом фиг. 12 показывает предварительно покрытые частицы, электролитически осаждаемые на изделие совместно с матричным материалом. 3 9663 На чертежах, а конкретнее на их фиг. 1 частица 12, которая может иметь всего несколько микрон в диаметре и которая включает элементный металл,металлический сплав или неметалл, покрыта покрытием 14 из элементного металла, металлического сплава или неметалла для образования покрытой частицы 10. Покрытая частицы 10 проявляет запроектированные внутренние физические свойства (например, удельную теплопроводность или коэффициент теплового расширения) и/или внутренние механические свойства (например, прочность на разрыв). Внутренние физические свойства (но не внутренние механические свойства) покрытой частицы 10 имеют тенденцию вести себя в соответствии с правилом смесей Лакке, согласно которому внутренние физические свойства изменяются примерно линейно с отношением объма покрытия 14 к объму частицы 12. Механические свойства меняются нелинейно с отношением объма покрытия 14 к объму частицы 12. Покрытие 14 сцеплено с частицей 12 посредством, например, осаждения методом химического восстановления (метод, рассматриваемый ниже). Внутренние свойства покрытой частицы 10 проектируются путм управления отношением объма покрытия 14 к объму частицы 12, что может достигаться двумя путями 1) управлением размером частицы 12 либо 2) управлением толщиной покрытия 14. Частица 12 включает, к примеру, элементный вольфрам, покрытие 14 включает элементную медь,и отношение объмов меди к вольфраму составляет 27 73 . Медь имеет высокую удельную теплопроводность приблизительно 391 Вт/мград К (ватт на метр и градус Кельвина) и относительно высокий коэффициент теплового расширения приблизительно 17,5 мил. частей/град С (миллионных частей на градус Цельсия) в температурном диапазоне от 25 до 400 С, тогда как вольфрам имеет относительно низкую удельную теплопроводность приблизительно 164 Вт/мград К и относительно низкий коэффициент теплового расширения приблизительно 4,5 мил. частей/град С в диапазоне от 25 до 400 С. Покрытая медью вольфрамовая частица 10 имеет удельную теплопроводность приблизительно 226 Вт/мград К при 25 С (промежуточную между высокой удельной теплопроводностью меди и более низкой удельной теплопроводностью вольфрама) и запроектированный коэффициент теплового расширения приблизительно 8,2 мил. частей/град К (промежуточный между низким коэффициентом теплового расширения вольфрама и более высоким коэффициентом теплового расширения меди) в диапазоне от 25 до 400 С. На фиг. 2 показано штамповочно-прессовое устройство 16, включающее пуансон 18 и форму 20,которое используется для объединения покрытых частиц 10 в изделие 22 путм уплотнения (при этом покрытые частицы 10 имеют запроектированные свойства, как описано в связи с фиг. 1). Уплотннное изделие 22 спечено в тврдом состоянии (спече 4 но при температуре ниже точки плавления частиц и точки плавления покрытий этих частиц) или, альтернативно, спечено в жидкой фазе (спечено при температуре выше точки плавления покрытий, но ниже точки плавления частиц). Плавление вызывает образование границ между частицами для получения гетерогенного изделия. Покрытие частиц, таким образом, служит в качестве матричного материала(материала, который удерживает частицы вместе,образуя изделие). Изделие 22 имеет запроектированные внутренние физические свойства (например, удельную теплопроводность и/или коэффициент теплового расширения) и/или внутренние механические свойства(например, прочность на разрыв), соответствующие свойствам покрытых частиц 10, из которых изготовлено изделие. Запроектированные внутренние свойства покрытых частиц 10 проявляются с высокой степенью равномерности и изотропии по всему изделию 22 потому, что каждая частица 10 имеет равномерное покрытие, и потому, что нет неотъемлемой случайности в распределении различных материалов или разделения между различными материалами внутри изделия 22. Тем самым внутренние свойства изделия 22 запроектированы на уровне частиц, а не на уровне изделия. Изделие 22 представляет собой, например, тепловую и конструктивную пластину для корпуса электроники, причм тепловая и конструктивная пластина запроектирована иметь коэффициент теплового расширения, совпадающий с таким же коэффициентом объекта, к которому она прикрепляется, и запроектирована иметь высокую удельную теплопроводность, как описано ниже в связи с фиг. 4. Покрытые медью вольфрамовые частицы, к примеру, имеющие отношение объмов меди к вольфраму 27 73 , уплотняются в прессе 16 при усилии 31 т/см 2 для достижения полной плотности (выше плотности приблизительно 90 ), и уплотннные покрытые частицы спекаются в тврдом состоянии в водородной атмосфере при 1950 градусах Фаренгейта в течение примерно получаса. Покрытые частицы 10 могут объединяться не только так, как описано выше, но эти покрытые частицы могут также наноситься на объекты в качестве покрытий. На фиг. 3 показано покрытие 28 из покрытых частиц 10 с запроектированными свойствами. Покрытие 28 наносится на поверхность изделия 30 из металла, металлического сплава или неметалла через маску 29 для нанесения покрытия. Изделие 30 может альтернативно быть изделием, которое само образовано из покрытых частиц посредством любого из рассмотренных выше методов. В процессе нанесения покрытые частицы, например, покрытые медью вольфрамовые частицы с отношением объмов меди к вольфраму 27 73 , помещаются в жидкость, и покрытие образуется из частиц, например, окиси бериллия посредством одного из методов нанесения, подробно рассматриваемых ниже. Таким образом, возможно создавать покрытие непосредст 9663 венно на изделии без необходимости применять соединение между покрытием и изделием. Покрытие 28 имеет запроектированные внутренние физические свойства (например, удельную теплопроводность, коэффициент теплового расширения) и/или внутренние механические свойства (например, прочность на разрыв), которые совпадают со свойствами покрытых частиц, из которых изготовлены эти покрытия. Запроектированные внутренние свойства покрытых частиц проявляются с высокой степенью равномерности и изотропии во всм покрытии 28 потому, что каждая частица покрыта равномерно, и потому, что отсутствует неотъемлемая случайность в распределении различных материалов или разделение между различными материалами внутри покрытия 28. Таким образом, внутренние свойства покрытия 28 проектируются на уровне частиц, а не на уровне покрытия. Заметим, однако, что описанный выше метод нанесения может также воплощаться и в том случае, когда покрытие 28 не содержит покрытых частиц, но вместо этого состоит из смеси различных частиц, выбранных из двух различных материалов в подходящем соотношении объмов. На фиг. 4 показан корпус 32 электроники, который включает полупроводниковые приборы 34, установленные на подложке 35, причм эта подложка 35 поддерживается комбинированной конструктивной, тепловой и заземляющей пластиной 36, образованной из покрытых частиц. Полупроводниковые приборы 34 представляют собой, к примеру, высокомощные тврдотельные переключающие приборы(такие, как те, которые могут включаться в схему транспортного средства с электрическим двигателем) и вырабатывают в процессе работы значительные количества тепла. Подложка 35, к которой полупроводниковые приборы 34 прикреплены посредством клеевой связи, диффузионной связи, тврдого или мягкого припоя либо пайки, образована из материала, выбранного так, чтобы его коэффициент теплового расширения примерно совпадал с таким же коэффициентом полупроводниковых приборов 34, как это известно из уровня техники, чтобы облегчить прикрепление полупроводниковых приборов 34 к подложке 35. Конструктивная пластина 36 изготовлена согласно настоящему изобретению из покрытых частиц. Материал частиц, материал покрытия и отношение объмов материала покрытия к материалу частиц выбраны так, чтобы конструктивная пластина 36 имела высокую удельную теплопроводность (чтобы дать ей возможность работать в качестве теплоотвода и тепловой пластины) и при этом имела коэффициент теплового расширения,практически совпадающий с коэффициентом теплового расширения подложки 35. И удельная теплопроводность, и коэффициент теплового расширения в высокой степени равномерны и изотропны во всей конструктивной пластине 36. Подложка 35 образована, к примеру, из нитрида алюминия с коэффициентом теплового расширения приблизительно 4,4 мил. частей/град С в диапазоне от 25 до 400 С. Конструктивная пластина 36 выполнена из покрытых медью графитовых частиц с отношением объмов меди к графиту 24 76. Это отношение объмов обеспечивает удельную теплопроводность приблизительно 325 Вт/мград К и коэффициент теплового расширения приблизительно 4,3 мил. частей/град С (от 25 до 400 С), который точно совпадает с этим коэффициентом для подложки 35 из нитрида алюминия. Медный матричный материал обеспечивает высокую прочность на разрыв (внутреннее механическое свойство) в конструктивной пластине 36. Альтернативно конструктивная пластина 36 выполнена из покрытых медью алмазных частиц с отношением объмов меди к алмазу 20 80 . Это отношение объмов обеспечивает удельную теплопроводность приблизительно 781 Вт/мград К и коэффициент теплового расширения приблизительно 4,8 мил. частей/град С (от 25 до 400 С). Альтернативно подложка 35 образована из окиси бериллия (ВеО) с коэффициентом теплового расширения приблизительно 7,6 мил. частей/град С (от 25 до 400 С). Конструктивная пластина 36 выполнена из покрытых медью графитовых частиц с отношением объмов меди к графиту 42 58 . Это отношение объмов обеспечивает удельную теплопроводность приблизительно 380 Вт/мград К и коэффициент теплового расширения приблизительно 7,6 мил. частей/град С (от 25 до 400 С), который точно совпадает с таким же коэффициентом подложки 35 из окиси бериллия. Альтернативно конструктивная пластина 36 выполнена из покрытых медью алмазных частиц с отношением объмов меди к алмазу 37 63 ). Это отношение объмов обеспечивает удельную теплопроводность приблизительно 698 В/мград К и коэффициент теплового расширения приблизительно 7,6 мил. частей/град С (от 25 до 400 С). Альтернативно конструктивная пластина 36 выполнена из покрытых медью вольфрамовых частиц с отношением объмов меди к вольфраму приблизительно 27 73 . Это отношение объмов обеспечивает удельную теплопроводность приблизительно 226 Вт/мград К и коэффициент теплового расширения приблизительно 8,2 мил. частей/град С(от 25 до 400 С). Конструктивная пластина 36 прикреплена к подложке 35 следующим образом. Тонкий слой покрытых частиц осаждается сначала на нижнюю поверхность подложки 35, как показано на фиг. 3, в соответствии с описанным ниже методом. Затем конструктивная пластина 36, которая уплотнена (так, как описано выше для фиг. 2), но ещ не спечена, приводится в соприкосновение с поверхностью нанесения подложки 35. Затем эта конструкция спекается,чтобы заставить подложку 35 и конструктивную пластину 36 соединиться вместе в единую конструкцию. Альтернативно конструктивная пластина 36 связана с подложкой 35 пайкой, тврдым или мягким припоем, диффузией или клеевым соединением. 5 9663 Выводные рамки 38, к которым полупроводниковые приборы 34 прикреплены посредством проводных связей 40, передающих питание, заземление,входные и выходные сигналы на полупроводниковые приборы 34 и от них, также изготавливаются из покрытых частиц согласно настоящему изобретению, чтобы иметь коэффициент теплового расширения, практически совпадающий с коэффициентом теплового расширения подложки 35. Подложка 35 образована, например, из окиси бериллия (ВеО) с коэффициентом теплового расширения приблизительно 7,6 мил. частей/град С (от 25 до 400 С), а выводная рамка 38 изготовлена из покрытых медью частиц никеля 42 (никель 42 представляет собой железо-никелевый сплав) с отношением объмов меди к никелю 42 в 20 80 , удельной теплопроводностью приблизительно 86,78 Вт/мград К и коэффициентом теплового расширения приблизительно 8,1 мил. частей/град С (от 25 до 400 С). Заметим, что покрытый медью никель 42 не должен иметь такой высокой удельной теплопроводности,как покрытый медью графит, используемый в конструктивной пластине 36, потому что выводные рамки 38 не предназначены выполнять функции теплоотвода. Альтернативно, однако, выводные рамки 38 могут изготавливаться из тех же самых покрытых частиц, из которых изготавливается конструктивная пластина 36. Выводные рамки 38 наносятся через маску для нанесения покрытия прямо на верхнюю поверхность подложки 35 согласно методу, описанному выше в связи в фиг. 3. В одном выполнении выводные рамки 38 спекаются, чтобы обеспечить достижение выводными рамками желательной плотности. Даже при заданных больших уровнях мощности,тепловых плотностях и рабочих частотах, которые характерны для новой мощной электронной техники, и при больших и быстрых изменениях в температуре, которые в результате обычно происходят во время работы полупроводниковых приборов 34, маловероятно, что появятся трещины и отслоения в соединениях подложки 35 и выводных рамок 38 и между подложкой 35 и конструктивной пластиной 36, вследствие практического совпадения коэффициентов теплового расширения в соединении и из-за равномерности и изотропности, с которыми удельная теплопроводность и коэффициенты теплового расширения проявляются во всей конструктивной пластине 36 и во всех выводных рамках 38. Вследствие этого вся конструкция 32 корпуса имеет длительный срок службы. Запроектированные внутренние свойства изделия, изготовленного согласно описанному выше методу, не только являются функцией материалов, выбранных для частиц и покрытий частиц и функцией отношения объмов покрывающего материала к материалу, из которого образованы сами эти частицы,но в дополнение к этому на поведение этих внутренних свойств подобных изделий в зависимости от температуры (например, степень линейности коэф 6 фициента теплового расширения в зависимости от температуры) влияют плотности изделия. Таким образом, управляя плотностью такого изделия, можно приблизить поведение коэффициента теплового расширения изделия в зависимости от температуры к коэффициенту теплового расширения керамики(который ведт себя нелинейно в зависимости от температуры) в критических температурных диапазонах обработки. Фиг. 5 представляет график теплового расширения в миллионных частях как функцию температуры для изделий, образованных из покрытых медью вольфрамовых частиц с отношением объмов меди к вольфраму 27 73(15 меди к 85 вольфрама по весу) при плотностях приблизительно 100(теоретическая плотность), 95 и 90 , и для двух керамических материалов (ВеО и А 2 О 3), с которыми характер расширения изделия может приблизительно совпадать в критических температурных диапазонах обработки за счт выбора подходящей плотности. Отметим, что степень, до которой расширяется изделие (т. е. значение коэффициента теплового расширения), уменьшается при уменьшении плотности. Тем самым можно выбирать поведение коэффициента теплового расширения (или поведение других свойств, таких как удельная теплопроводность) в зависимости от температуры, и в целом можно тем самым дополнительно уточнять физические свойства путм выбора плотности, при которой изготавливается изделие. Отметим, что свойствами изделий, изготавливаемых из непокрытых частиц,также можно управлять путм выбора плотностей,при которых эти изделия изготавливаются. Обратимся сначала к способам покрытия самих частиц. Затем рассмотрим способы нанесения на изделия покрытий из покрытых частиц. На фиг. 1 покрытие 14 нанесено на частицу 12 с помощью использования соответствующего процесса осаждения методом химического восстановления(автокаталитического осаждения). Подлежащие покрытию частицы помещаются в ванну химического восстановления, которая содержит водной раствор ионов металла, один или более химических восстановителей, катализатор, один или более комплексообразующих реагентов и один или более ванновых антикоагуляторов. Ионы металла автокаталитически или химически восстанавливаются до металла с помощью восстановителя или восстановителей, при этом восстановитель или восстановители действуют как доноры электронов, а ионы металла действуют как акцепторы электронов. Катализатор ускоряет реакцию химического восстановления. Комплексообразующий реагент или реагенты используются для управления показателем рН раствора и для управления величиной свободных ионов металла, доступных для растворения. Антикоагуляторы действуют как каталитические ингибиторы для торможения возможного спонтанного разложения ванны. В одном выполнении, к примеру, подвергаемые нанесению частицы являются частицами графита, алмаза 9663 или карбида кремния, ионы меди поставляются водным сульфатом меди, восстановителем является формальдегид, катализатор представляет собой палладий, комплексообразующий реагент - один или более из группы, куда входят сегнетова соль, виннокислый этилендиамин , гидроокись аммония, пиридин-3-сульфокислота и/или виннокислый калий, а антикоагулятор - один или более из группы,куда входят тиодигликолевая кислота, МВТ, тиомочевина, цианистый натрий и/или окись ванадия. Осаждение методом химического восстановления создат либо механическую связь, либо химическую связь между покрытием 14 и частицей 12. Эта связь,как правило (но не всегда), будет механической,если либо покрытие 14, либо частица 12 является неметаллом, и, как правило, будет химической, если и покрытие 14, и частица 12 являются металлами. Альтернативные способы покрытия частиц включают электролитическое нанесение, напыление из газообразной среды и напыление из жидкой среды. Как показано на фиг. 10, в некоторых выполнениях, в которых покрытие 14 образовало бы только механическую связь с частицей 12, если бы покрытие 14 было нанесено прямо на частицу осаждением путм химического восстановления, частица 12 предварительно покрыта сверхтонким слоем 68 (на чертежах толщина увеличена) материала предварительного покрытия, а затем нанесено покрытие 14. Предварительное покрытие (пограничное покрытие) 68 прочно связано с частицей 12 и покрытием 14,создавая прочную, стойкую к разрушению химически связанную покрытую частицу 10. Например,если частица 12 является графитом или алмазом, а покрытие 14 представляет собой медь, то покрытие 14 образовало бы механическую связь с графитом или алмазом, если бы покрытие 14 было нанесено прямо на графит или алмаз. Вместо этого на частицу 12 сначала наносится предварительное покрытие 68 из такого металла, как хром или кобальтвольфрамовый сплав с толщиной в диапазоне от 200 до нескольких тысяч ангстрем, причм предварительное покрытие 68 образует когезионный состав с частицей 12 на поверхности раздела между предварительным покрытием 68 и частицей 12. Затем покрытие 14 наносится на хромовое или кобальтвольфрамовое предварительное покрытие 68, при этом предварительное покрытие 68 образует металлургическую связь с покрытием 14. Предварительное покрытие практически не влияет на удельную теплопроводность или коэффициент теплового расширения покрытой частицы 10, потому что это предварительное покрытие является сверхтонким. В одном выполнении малая управляемая величина палладиевого или борового катализатора осаждается совместно с кобальт-вольфрамовым материалом предварительного покрытия, причм этот катализатор служит для ускорения реакции химического восстановления, посредством которой медное покрытие 14 осаждается на кобальт-вольфрамовое предварительное покрытие 68. Предварительное покрытие используется также,когда покрытие 14 реагирует с частицей 12, разъедается ею или разрушается от не каким-либо иным путм, либо наоборот. Например, если частица 12 представляет собой графит или алмаз, а покрытие 14 - алюминий, то высокореагентный алюминий растворял бы графит или алмаз, если бы покрытие 14 было нанесено прямо на частицу 12. Вместо этого на частицу 12 сначала осаждн тонкий слой 68 металла, такого как хром или кобальт-вольфрам, а затем на предварительное покрытие 68 нанесено покрытие 14 для образования покрытой частицы 10. Это предварительное покрытие 68 образует когезионную связь с графитовой или алмазной частицей 12, тем самым предохраняя частицу 12 от алюминиевого матричного материала. Таким образом,предварительное покрытие 68 позволяет выпускать изделия из покрытых частиц, когда частицы и их покрытия в ином случае стремились бы реагировать друг с другом. Предварительное покрытие 68 делает также возможным подмешивать частицы, покрытые тонким слоем предварительного покрытия (но без покрытия 14) в расплавленный сплав, где частицы и сплав в ином случае стремились бы вступать в реакцию друг с другом. К примеру, графитовые частицы, покрытые тонким слоем кобальт-вольфрамового предварительного покрытия, добавляются в алюминиевый сплав в вакууме, и этот сплав, содержащий частицы,отливается под давлением или выдавливается в сетчатое (или примерно сетчатое) изделие, которое в одном выполнении используется в качестве продукта теплового управления для электроники (например,теплоотвод и тепловая пластина). Кобальтвольфрамовое предварительное покрытие образует когезионную связь с графитовыми частицами и образует металлургическую связь с алюминиевым сплавом. Отношение объмов частиц в материале сплава (частицы составляют примерно до 50 по объму) выбирается так, чтобы вызвать в результирующем изделии запроектированные физические свойства, такие как удельная теплопроводность или коэффициент теплового расширения. Альтернативно предварительно покрытые частицы добавляются к сплаву, чтобы механически упрочнить результирующее изделие или повлиять на его вес. Рассмотрим теперь способы нанесения на изделия покрытий из покрытых частиц. Обратимся снова к фиг. 3, где на изделие 30 нанесено покрытие 28 из покрытых частиц 10 (изделие 30 при этом является,к примеру, подложкой, на которой покрытие 28 образует, например, выводную рамку). Если изделие 30 - металлическое или из металлического сплава,то покрытие 28 электролитически осаждено прямо на изделие 30 посредством описанного ниже метода. Если изделие 30 непроводящее (например, керамика), то изделие 30 сначала покрыто тонким покрытием из проводящего материала, такого как матрич 7 9663 ный материал, которым покрыты покрытые частицы 10, с помощью осаждения методом химического восстановления (автокаталитического восстановления). Ванна химического восстановления содержит водный раствор, содержащий ионы металла, один или более химических восстановителей, катализатор, один или более комплексообразующих реагентов и один или более ванных коагуляторов, как описано выше. Ионы металла автокаталитически и химически восстанавливаются с помощью восстановителя или восстановителей, которые заставляют металл осаждаться на изделие 30. Альтернативно частицы (непокрытые, с предварительным покрытием или покрытые) помещаются в водный раствор, и частицы покрываются металлом и одновременно покрытые металлом частицы наносятся на изделие 30. Вследствие того, что осаждение методом химического восстановления медленнее, чем электролитическое нанесение, покрытые частицы 10 электролитически наносятся на тонкий проводящий слой(посредством описанного ниже метода), как только образован этот тонкий проводящий слой, формируя за счт этого покрытие 28. Согласно фиг. 11 покрытие 28 наносится на проводящее изделие 30 (или непроводящее изделие,металлизированное тонким проводящим слоем, как описано выше) с помощью использования электролитического совместного осаждения покрытых частиц 10 и матричного материала (материала, из которого образованы покрытия 14 покрытых частиц 10) на изделие 10. По мере того, как покрытые частицы 10 (например, графитовые частицы 12, покрытые тонким промежуточным предварительным покрытием 68 из хрома или кобальта-вольфрама, на которое наносится медное покрытие 14) осаждаются на изделие 30, матричный материал одновременно осаждается вокруг покрытых частиц для заполнения промежутков между покрытыми частицами, образуя покрытие 28. Как показано на фиг. 12, в альтернативном способе электролитического осаждения матричный материал и частицы 12 (которые покрыты предварительным покрытием 68, как описано выше, но которые ещ не покрыты матричным материалом) осаждаются совместно на изделие 30. По мере того, как частицы 12 осаждаются на изделие 30, эти частицы одновременно покрываются матричным материалом для образования покрытия 28. К примеру, частицы 12 являются графитом, матричный материал - медью, а материал предварительного покрытия представляет собой такой металл, как хром или кобальтвольфрам. Альтернативно покрытие 28 образуется на изделии 30 напылением из газообразной фазы или напылением из жидкой фазы покрытых частиц 10 на изделие. Покрытие 28 затем спекается, после чего покрытие 28 проявляет сво выбранное внутреннее свойство или выбранные внутренние свойства. Другие выполнения находятся в объме формулы изобретения. К примеру, имеются многочисленные 8 материалы, из которых могут быть образованы частицы 12 и покрытия 14 (фиг. 1). Частицы 12 могут состоять, например, из вольфрама, молибдена, графита, карбида кремния, алмаза, никеля 42, КОВАРа или керамики, а покрытие может состоять, например, из меди или алюминия. Покрытие может быть даже неметаллом (например, стекло, окисел, керамика, смола, полимер или иное органическое вещество, такое как кремнийорганическое), обеспечивающее то, что материал покрытия способен плавиться для образования связей между частицами, и обеспечивающее то, что ни материал покрытия, ни материал, из которого образованы частицы, не плавятся при температуре ниже,чем та, при которой покрытые частицы прокаливаются, чтобы вызвать сплавление неметаллических покрытий. Частицы могут покрываться таким неметаллическим покрытием путм помещения частиц в суспензию неметаллического материала и последующего удаления частиц из этой суспензии, причм частицы имеют такие размеры, чтобы при удалении покрытых частиц из суспензии эти покрытые частицы имели выбранное отношение объмов покрытия к материалу частицы. Покрытые частицы затем объединяются и/или прокаливаются, что приводит к остекловыванию или сплавлению покрытий. Графит или алмаз являются хорошими материалами, из которых формируют частицы 12, когда изготавливаемые изделие или покрытие должны иметь низкий коэффициент теплового расширения и высокую удельную теплопроводность, потому что эти материалы не только имеют низкий коэффициент теплового расширения (как имеют и вольфрам или молибден), но также имеют относительно высокую удельную теплопроводность (в отличие от вольфрама и молибдена). Следовательно, эти материалы имеют преимущество в том, что они не имеют вредного побочного эффекта снижения удельной теплопроводности покрытых частиц, а также изделий и покрытий, образованных из этих покрытых частиц. Когда изготавливаемое изделие или покрытие должно иметь коэффициент теплового расширения,совпадающий с таким же коэффициентом кремниевого полупроводникового или интегрального прибора, к которому это изделие или покрытие непосредственно прикрепляется (кремний имеет коэффициент теплового расширения приблизительно 4,2 мил. частей/град С), это изделие или покрытие содержит,например, покрытые медью алмазные частицы с отношением объмов меди к алмазу приблизительно 20 80 или покрытые медью графитовые частицы с отношением объмов меди к графиту приблизительно 2476. Можно запроектировать много внутренних свойств иных, нежели удельная теплопроводность или коэффициент теплового расширения. К примеру, можно запроектировать электропроводность изделия в комбинации с проектированием других внутренних свойств. Таким образом, в одном выполнении выбор между использованием графитовых 9663 частиц (которые являются электропроводными) и алмазных частиц (которые являются электрическими изоляторами) основано на желательной электропроводности изделия. Как показано на фиг. 2, частицам 10 не нужно состоять полностью из покрытых частиц. Альтернативно смесь покрытых частиц, объединнных с другими частицами (например, покрытые медью вольфрамовые частицы можно объединять с медными частицами) может тщательно перемешиваться, а затем уплотняться, чтобы сформировать изделие 22 с внутренними свойствами, которые являются функцией отношений объмов всех материалов в смеси,причм изделие 22 проявляет внутренние свойства изотропно. Альтернативно покрытые частицы объединяются с материалами, которые проявляют одно или более внутренних свойств анизотропно, что, в свою очередь, заставляет и изделие проявлять одно или более внутренних свойств анизотропно. К примеру, покрытые частицы смешиваются с кристаллическими материалами, имеющими свойства, которые различны в различных направлениях, причм эти кристаллические материалы смешиваются с покрытыми частицами таким образом, чтобы кристаллические материалы стремились ориентироваться в общем направлении. В другом примере покрытые частицы смешиваются с углеродными волокнами,причм эти углеродные волокна стремятся ориентировать в общем направлении. Углеродные волокна обеспечивают прочность на разрыв, которая изменяется в зависимости от направления. Альтернативные методы изготовления изделий из покрытых частиц включают в себя прессование с инжекцией металла, горячее изостатическое прессование , холодное изостатическое прессование , горячую или холодную изостатическую ковку, горячее или холодное валковое уплотнение (которое уплотняет объединяемые покрытые частицы) и прессование давлением. Если покрытые частицы 22 уплотняются до плотности, приближающейся к полной плотности(плотность, при которой уплотннные покрытые частицы имеют пористость уровня 2 или уровня 3 или невзаимосвязанно, т. е. пористость, которая не обеспечивает межсоединительных проходов, проходящих с одной стороны изделия на другую), то процесс спекания не увеличивает плотности и не меняет размера изделия. Плотность изделия, а тем самым и конечные размеры изделия могут точно управляться при уплотнении. Особенно целесообразно уплотнять до полной плотности, когда частицы содержат определнные неметаллы, такие как графит, потому что,например, покрытые медью графитовые частицы могут уплотняться до полной плотности при относительно низком давлении от 60 до 80 тонн на квадратный дюйм. Когда частицы сформированы из металла или металлического сплава (покрыты ли частицы металлом или не покрыты), для уплотнения частиц до полной плотности обычно требуются давления от 12,4 до 31 тонн на квадратный см. На фиг. 6 показан прибор 16 отливки под давлением, включающий в себя пуансон 18 и форму 20,который используется для объединения двух различных слоев 24 и 26 из частиц путм уплотнения для получения изделия 25 с внутренними свойствами, которые изменяются от слоя к слою. Слои 24 и 26 состоят из частиц, составленных из различных материалов или имеющих различные отношения объмов материалов, из которых образованы эти частицы. Частицы не обязательно являются покрытыми частицами. Частицы вводятся в форму 20 в слоях 24 и 26, уплотняются до выбранной плотности, чтобы дать зависящие от температуры внутренние свойства (например, удельную теплопроводность или коэффициент теплового расширения), как рассмотрено выше в связи в фиг. 5, и спекаются в водородной атмосфере примерно полчаса. Это спекание заставляет частицы слоев 24 и 26 связываться на границе раздела между двумя слоями, чтобы получить единое слоистое изделие. К примеру, слой 24 содержит покрытые медью вольфрамовые частицы с отношением объмов меди к вольфраму 27 73 , а слой 26 содержит частицы из элементной меди. Слой 24 после уплотнения имеет удельную теплопроводность приблизительно 225, 78 Вт/мград К и коэффициент теплового расширения приблизительно 8,28 мил. частей/град С. Слой 26 после уплотнения имеет удельную теплопроводность приблизительно 390 Вт/мград К и коэффициент теплового расширения приблизительно 18,04 мил. частей/град С. Слоистое изделие 25 включается непосредственно между двумя объектами с различными коэффициентами теплового расширения, которые совпадают с коэффициентами теплового расширения слоев 24 и 26. К примеру,слой 24 прикрепляется к бериллиевой керамике, а слой 26 диффузионно связывается с медным теплоотводом. Альтернативно слой 24 включает в себя покрытый медью алмаз с отношением объмов меди к алмазу 20 80 , а слой 26 состоит из покрытого медью графита с отношением объмов меди к графиту 24 76 . После уплотнения кремниевый кристалл прикрепляется к той стороне изделия 25, которая соответствует слою 26, а подложка из нитрида алюминия прикрепляется к другой стороне изделия 25,которая соответствует слою 24. Слой 24 имеет удельную теплопроводность приблизительно 78 Вт/мград К и коэффициент теплового расширения приблизительно 4,8 мил. частей/град С (от 25 до 400 С), который практически совпадает с коэффициентом теплового расширения подложки из нитрида алюминия. Слой 26 имеет удельную теплопроводность приблизительно 379 Вт/мград К и коэффициент теплового расширения приблизительно 4, 3 мил. частей/град С (от 25 до 400 С), который практически совпадает с коэффициентом теплового расширения кремниевого кристалла. Слой 24 альтернативно спроектирован так, чтобы прикрепляться к подложке из окиси бериллия, при этом слой 24 име 9 9663 ет отношение объмов меди к алмазу 37 63 ,удельную теплопроводность приблизительно 698 Вт/мград К и коэффициент теплового расширения приблизительно 7,6 мил. частей/град С (от 25 до 400 С), который практически совпадает с коэффициентом теплового расширения подложки из окиси бериллия. Таким образом, слоистое изделие 25 включается непосредственно между двумя объектами с различными коэффициентами теплового расширения. Граница между разными коэффициентами теплового расширения получается внутри слоистого изделия 25, а не на одной или более границах раздела между поверхностями изделия и других приборов. Кроме того, имеется лишь одна граница (расположенная между двумя слоями внутри слоистого, раздельного изделия 25), на которой имеет место несовпадение коэффициентов теплового расширения, а не серия таких границ, расположенных между следующими друг за другом слоями разнородных изделий. Поскольку медные связи между частицами способны деформироваться в холодном состоянии, эти медные связи стремятся поглощать напряжение теплового расширения и, вследствие этого, в соединении между двумя слоями нет растрескивания или расслоения. Кроме того, поскольку связи податливы и поскольку все связи образованы из того же самого материала (все связи медь с медью), эти связи стремятся поглощать напряжения одинаково, вследствие этого изделие не стремится изгибаться дугообразно или волнообразно при больших изменениях температуры. В альтернативном выполнении в изделии 25 имеется более, чем два слоя, и, следовательно, имеется более, чем одна внутренняя граница, на которой имеет место несовпадение коэффициентов теплового расширения. Это несовпадение на каждой границе меньше, чем то несовпадение, которое происходит на единственной границе внутри слоистого изделия 25. На фиг. 7 показан гибридный корпус 72 электроники со сторонами 48, основанием 46 и крышкой 50,который используется в качестве корпуса для полупроводниковых интегральных схем и других электронных приборов. Гибридные корпуса электроники в общем случае изготавливаются из железоникелевого сплава, известного как КОВАР, имеющий коэффициент теплового расширения, который приблизительно равен тому же коэффициенту стеклянных изоляторов, используемых для изоляции выводных отверстий 44 от проводящего корпуса из КОВАРа. Применение изобретения к изготовлению гибридного корпуса 72 зависит от того, используется ли обычная стеклянная изоляция для изолирования выводных отверстий 44, или же используется иная изоляция. Если используется обычная стеклянная изоляция,то целью является изготовление гибридного корпуса с коэффициентом теплового расширения, практически совпадающим с тем же коэффициентом у КОВАРа, но с более высокой удельной теплопроводно 10 стью, чем у КОВАРа. К примеру, гибридный корпус может изготавливаться из покрытых железом графитовых частиц с отношением объмов железа к графиту 26 74 , коэффициентом теплового расширения приблизительно 3,2 мил. частей/град С (от 25 до 400 С), практически совпадающим с тем же коэффициентом у КОВАРа, и удельной теплопроводностью приблизительно 295 Вт/мград К, которая много выше, чем удельная теплопроводность КОВАРа (приблизительно 11 Вт/мград К). Если стекло для изоляции выводных отверстий 44 заменяется низкотемпературной стеклянной керамикой, то гибридный корпус 72 изготавливается,например, из покрытых медью графитовых частиц с отношением объмов меди к графиту 39 61 . Это отношение объмов обеспечивает высокую удельную теплопроводность приблизительно 379 Вт/мград К и коэффициент теплового расширения приблизительно 6,9 мил. частей/град С (25 С 400 С), который запроектирован, чтобы практически совпадать с коэффициентом теплового расширения стеклянного керамического материала, используемого для изоляции выводных отверстий 44. Коэффициент теплового расширения во всм гибридном корпусе 72 электроники в высокой степени равномерен. Поскольку основание 46 и стороны 48 гибридного корпуса 72 электроники могут изготавливаться вместе сетчатыми как единое целое (тогда как в корпусе из КОВАРа основание 46 и стороны 48 обычно обрабатываются по отдельности из цельных кусков материала КОВАР), корпус 72 может изготавливаться без удорожания за счт стоимости станочной обработки или спайки базы 46 и сторон 48, хотя крышка 50 должна прикрепляться к сторонам 48 путм пайки после того, как интегральная схема будет помещена внутрь корпуса. На фиг. 8 показан корпус 52 электроники с набором интегральных схем 54, установленных на подложку 56 из низкотемпературной стеклянной керамики, поддерживаемую комбинированной конструктивной, тепловой и заземляющей пластиной 58. Конструктивная пластина 58 изготавливается из покрытых медью графитовых частиц с отношением объмов меди к графиту 39 61 . Это отношение объмов обеспечивает высокую удельную теплопроводность приблизительно 379 Вт/мград К, высокую прочность на разрыв и коэффициент теплового расширения приблизительно 6,9 мил. частей/град С (от 25 до 400 С), который практически совпадает с коэффициентом теплового расширения керамической подложки 56. Этот коэффициент теплового расширения в высокой степени равномерен и изотропен во всей конструктивной пластине 58. Покрытые медью графитовые частицы, из которых изготовлена конструктивная пластина 58, уплотняются до плотности,выбранной так, чтобы характер расширения конструктивной пластины 58 практически совпадал с нелинейным характером расширения керамической подложки 56. Затем покрытые частицы спекаются. Незрелая керамическая подложка 56 (керамиче 9663 ская подложка, которая ещ не прокаливалась) наслаивается затем на конструктивную пластину 58,после чего незрелая керамическая подложка 56 прокаливается. Керамическая подложка 56 имеет температуру прокаливания ниже температуры, при которой конструктивная пластина 58 спекается в тврдом состоянии. Вследствие этого, когда керамическая подложка 56 прокаливается, будучи установленной на конструктивной пластине 58, покрытия частиц в конструктивной пластине не расплавляются. Предварительно спечнная конструктивная пластина 58 обеспечивает высокие выходы производства за счт получения конструктивной платформы, на которой можно работать во всм производственном цикле с тонкими хрупкими слоями керамики и/или стекла без поломок. На фиг. 9 показан высокомощный полупроводниковый компрессионный модуль 60, который включает кремниевый полупроводниковый прибор 62, например, кремниевый выключатель размером приблизительно в полдоллара или серебряный доллар и имеющий коэффициент теплового расширения приблизительно 4,3. Полупроводниковый прибор 62 прижимается с силой приблизительно 5000 фунтов к теплоотводу 64, образованному из покрытых медью графитовых частиц согласно изобретению. Полупроводниковый прибор 62 имеет молибденовую заднюю поверхность с низким коэффициентом теплового расширения, которая примыкает сзади к алюминиевому теплоотводу 66 (который не изготавливается из частиц). Теплоотвод 64, имеющий отношение объмов меди к графиту 24 76 , спроектирован так, чтобы иметь высокую теплопроводность 379 Вт/мград К и коэффициент теплового расширения 4,3 мил. частей/град С (от 25 до 400 С), который практически совпадает с коэффициентом теплового расширения полупроводникового прибора 62, причм этот коэффициент теплового расширения в высокой степени равномерен во всм теплоотводе 64. Проектирование коэффициента теплового расширения теплоотвода 64 продлевает срок службы полупроводникового прибора 62 путм предотвращения царапин на полупроводниковом приборе 62 из-за нажатия взаимодействующего с ним теплоотвода 64, что может вызвать короткое замыкание. Рассмотрены новые и усовершенствованные устройство и методы проектирования внутренних свойств изделий, изготавливаемых путм объединения частиц. Очевидно, что специалисты могут теперь выполнить многочисленные использования и модификации описанных здесь конкретных применений и отступления от них без отхода от изобретательской концепции. К примеру, принципы изобретения могут быть приложены в других областях,таких как огнестрельное оружие и боевая техника,чтобы обеспечить у гильз и снарядов те же самые коэффициенты теплового расширения, что и у пушек, из которых они выстреливаются, которые могут быть покрыты изнутри керамическим материа лом. Следовательно, изобретение надлежит толковать как охватывающее все и каждый новые признаки и новые комбинации признаков, представленные или содержащиеся в рассмотренных здесь устройстве и методах, и ограниченное единственно духом и объмом прилагаемой формулы изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ придания частицам желательного значения удельной теплопроводности и/или коэффициента теплового расширения путем нанесения на них покрытия, заключающийся в том, что на каждую частицу покрытие наносят в определенном объеме по отношению к объему самой частицы так, чтобы полученные значения удельной теплопроводности и/или коэффициента теплового расширения покрытой частицы отличались от значений этих свойств у материалов частиц и покрытия, отличающийся тем, что в качестве материала частицы, на которую наносят покрытие, используют графит, алмаз,вольфрам или никель-42, а в качестве материала покрытия используют медь, и при соотношении объемов меди к графиту 24 76 , 39 61 , 4258 у покрытой частицы получают значения удельной теплопроводности (Вт/мград К) и коэффициента теплового расширения в температурном диапазоне от 25 до 400 С (млн. частей/град.С), соответственно 325 и 4,3, 379 и 6,9, 380 и 7,6, или при соотношении объемов меди к алмазу 20 80 , 3763 у покрытой частицы получают удельную теплопроводность и коэффициент теплового расширения соответственно 781 и 4,8, 698 и 7,6, или при соотношении объемов меди к вольфраму 27 73 у покрытой частицы получают удельную теплопроводность 226 и коэффициент теплового расширения 8,2, или при соотношении объемов меди к никелю 42 20 80 у покрытой частицы получают удельную теплопроводность 86,78 и коэффициент теплового расширения 8,1. 2. Покрытая частица, содержащая дискретную сердцевинную частицу и покрытие, образованное на ее поверхности для придания частице желательного значения удельной теплопроводности и/или коэффициента теплового расширения, отличающаяся тем,что сердцевинная частица образована из графита,алмаза, вольфрама или никеля-42, а покрытие выполнено из меди и при соотношении объемов меди к графиту 24 76 , 39 61 , 42 58 покрытая частица имеет значения удельной теплопроводности(Вт/мград К) и коэффициента теплового расширения в температурном диапазоне от 25 до 400 С(млн. частей/град.С), соответственно 325 и 4,3, 379 и 6,9, 380 и 7,6, или при соотношении объемов меди к алмазу 20 80 , 37 63 покрытая частица имеет удельную теплопроводность и коэффициент теплового расширения соответственно 781 и 4,8, 698 и 7,6, или при соотношении объемов меди к вольфраму 27 73 покрытая частица имеет удельную теплопроводность 226 и коэффициент теплового 11 9663 расширения 8,2, или при соотношении объемов меди к никелю - 42 в 20 80 покрытая частица имеет удельную теплопроводность 86,78 и коэффициент теплового расширения 8,1. 3. Покрытая частица по п. 2, отличающаяся тем, что на сердцевинную часть из графита или алмаза нанесено тонкое предварительное покрытие,которое не влияет на коэффициент теплового расширения и удельную теплопроводность покрытой частицы. 4. Покрытая частица по п. 3, отличающаяся тем, что в качестве материалов предварительного покрытия используют хром или кобальт-вольфрам. 5. Изделие, изготовленное из множества покрытых частиц с желательными значениями удельной теплопроводности и коэффициента теплового расширения, которые объединены между собой путем уплотнения до выбранной плотности с последующим спеканием в твердой фазе, отличающееся тем, что изделие формируется из покрытых медью частиц графита, алмаза, вольфрама или никеля-42 и имеет при соотношении объемов меди к графиту 24 76, 39 61 , 42 58 значения удельной теплопроводности (Вт/мград К) и коэффициента теплового расширения в температурном диапазоне от 25 до 400 С (млн. частей/град.С), соответственно 325 и 4,3, 379 и 6,9, 380 и 7,6, или при соотношении объемов меди к алмазу 20 80 , 37 63 изделие имеет удельную теплопроводность и коэффициент теплового расширения соответственно 781 и 4,8, 698 и 7,6, или при соотношении объемов меди к вольфраму 27 73 изделие имеет удельную теплопроводность 226 и коэффициент теплового расширения 8,2, или при соотношении объемов меди к никелю 42 20 80 изделие имеет удельную теплопроводность 86,78 и коэффициент теплового расширения 8,1. 6. Изделие по п. 5, отличающееся тем, что объединение частиц между собой осуществляется инжекционным формованием. 7. Изделие по п. 5, отличающееся тем, что объединение частиц между собой осуществляется изостатическим прессованием. 8. Изделие по п. 5, отличающееся тем, что оно выполнено в виде конструктивной пластины, имеющей форму для поддержания подложки, на которой установлен, по меньшей мере, один полупроводниковый прибор, при этом коэффициент теплового расширения пластины практически совпадает с коэффициентом теплового расширения подложки. 9. Изделие по п. 5, отличающееся тем, что оно выполнено в виде установленных на подложке выводных рамок, к которым крепятся полупроводниковые приборы посредством проводов, передающих питание, заземление, входные и выходные сигналы на полупроводниковые приборы и от них, при этом коэффициент теплового расширения выводных ра 12 мок практически совпадает с коэффициентом теплового расширения подложки. 10. Изделие по п. 5, отличающееся тем, что оно выполнено в виде корпуса, предназначенного для размещения в нем преимущественно интегральной схемы, при этом коэффициент теплового расширения корпуса совпадает с коэффициентом теплового расширения материала, используемого для уплотнения выводных отверстий в корпусе. 11. Изделие по п. 5, отличающееся тем, что оно выполнено в виде теплоотвода, имеющего форму для прижатия к полупроводниковому прибору, при этом коэффициент теплового расширения теплоотвода практически совпадает с коэффициентом теплового расширения прибора. 12. Слоистое изделие, в котором слои выполнены из покрытых частиц с различными значениями коэффициента теплового расширения у каждого слоя,предназначенное преимущественно для соединения между собой двух объектов с различными коэффициентами теплового расширения, отличающееся тем, что изделие предназначено для соединения между собой кремниевого кристалла и подложки, при этом слой, предназначенный для прикрепления к кремниевому кристаллу, содержит покрытые медью графитовые частицы с соотношением объемов меди к графиту 24 76 и имеет удельную теплопроводность 325 Вт/мград К и коэффициент теплового расширения 4,3 млн.частей/град С (от 25 до 400 С),который совпадает с коэффициентом теплового расширения кремниевого кристалла, а другой слой,предназначенный для прикрепления к подложке,содержит покрытые медью алмазные частицы и имеет коэффициент теплового расширения, который совпадает с коэффициентом теплового расширения подложки. 13. Слоистое изделие по п. 12, отличающееся тем, что слой, предназначенный для прикрепления к подложке, содержит покрытые медью алмазные частицы с соотношением объемов меди к алмазу 20 80 , имеет удельную теплопроводность 781 Вт/мград К и коэффициент теплового расширения 4,8 млн.частей/град С (от 25 до 400 С), который практически совпадает с коэффициентом теплового расширения подложки из нитрида алюминия. 14. Слоистое изделие по п. 12, отличающееся тем, что слой, предназначенный для прикрепления к подложке, содержит покрытые медью алмазные частицы с соотношением объемов меди к алмазу 37 63 , имеет удельную теплопроводность 698 Вт/мград К и коэффициент теплового расширения 7,6 млн.частей/град С (от 25 до 400 С), который практически совпадает с коэффициентом теплового расширения подложки из окиси бериллия.
МПК / Метки
МПК: B32B 5/16, C25D 15/00, B05D 5/12, B32B 9/00, B22F 7/02
Метки: желательного, расширения, частицам, способ, теплового, желательными, придания, коэффициента, частица, значения, изделие, удельной, слоистое, теплопроводности, значениями, частиц
Код ссылки
<a href="https://kz.patents.su/15-9663-sposob-pridaniya-chasticam-zhelatelnogo-znacheniya-udelnojj-teploprovodnosti-i-ili-koefficienta-teplovogo-rasshireniya-chastica-s-zhelatelnymi-znacheniyami-udelnojj-teploprovodnost.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Способ придания частицам желательного значения удельной теплопроводности и/или коэффициента теплового расширения, частица с желательными значениями удельной теплопроводности и/или коэффициента теплового расширения, изделие и слоистое изделие из частиц с желательными значениями удельной теплопроводности и/или коэффициента теплового расширения</a>
Предыдущий патент: Вакцинная композиция против гепатита, способ профилактики гепатита
Следующий патент: Способ получения цеолитов со средним размером пор с использованием нейтральных аминов
Случайный патент: Снегокат