一種具有熱縮冷脹特性的鈦合金芯片托架及其制備方法
6/℃，受熱脹冷縮的影響變化明顯，遠(yuǎn)高于芯片原材料硅板的熱膨脹系數(shù)3
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10-6/℃，也明顯高于芯片主板的熱膨脹系數(shù)18
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10-6/℃。這三種熱膨脹系數(shù)相差很大的材料復(fù)合在一起，因?yàn)椴牧现g的模量差異，在溫度變化過(guò)程中,三種材料的收縮率不一致，材料之間被迫拉伸變形，當(dāng)拉伸力達(dá)到或超過(guò)不同種材料間的粘合力時(shí)，不同材料間的粘合處就會(huì)出現(xiàn)分層/剝離，會(huì)出現(xiàn)翹曲甚至導(dǎo)致芯片與基板分層。實(shí)際產(chǎn)品中就會(huì)有很大的風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)產(chǎn)品外部平面度異常等一系列問(wèn)題。尤其是對(duì)于在惡劣環(huán)境溫度下工作的大型電子設(shè)備，當(dāng)高功率大尺寸芯片裝配體在大型服務(wù)器的工作使用中，隨著工作時(shí)長(zhǎng)的增加，熱量不斷累積，會(huì)超過(guò)芯片服役的溫度范圍，當(dāng)溫度長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)了芯片的正常工作溫度范圍后，芯片發(fā)生正向翹曲(笑臉型)變化，芯片不能工作，當(dāng)芯片溫度降低，芯片溫度恢復(fù)到正常工作范圍內(nèi)后，芯片依然不能工作。失效原因是過(guò)高的溫度使各種材料之間產(chǎn)生了過(guò)大的熱膨脹應(yīng)力，使芯片內(nèi)部發(fā)生損壞，形成機(jī)械應(yīng)力。功率芯片長(zhǎng)時(shí)間處于過(guò)溫環(huán)境下會(huì)導(dǎo)致芯片疲勞老化。有統(tǒng)計(jì)表明有接近55％的失效原因是由于芯片散熱不好，導(dǎo)致結(jié)溫升高，從而加快了器件疲勞失效的進(jìn)程，嚴(yán)重縮短了器件的壽命。且當(dāng)大功率芯片裝配體工作時(shí)的溫度達(dá)到200℃時(shí)，其內(nèi)部阻值大約升高至正常室溫時(shí)的兩倍，這將大大的增加器件的功耗。再如南、北極地等極端低溫環(huán)境下，鋁合金會(huì)因?yàn)闇囟茸兓瘜?dǎo)致形狀的變化，發(fā)生反向翹曲(哭臉型)現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生很大的約束力損傷芯片。且眾多材料在低溫環(huán)境下熱膨脹是非線性的狀態(tài)，也就是說(shuō)不同溫度點(diǎn)的瞬時(shí)熱膨脹系數(shù)是變化的，這很不利于低溫環(huán)境下實(shí)際工程中的應(yīng)用。溫度變化致使功率芯片失靈能夠使得機(jī)器整體工作異常，導(dǎo)致整個(gè)地區(qū)信息發(fā)送失真或數(shù)據(jù)傳輸失敗，更可能會(huì)造成嚴(yán)重安全事故和重大經(jīng)濟(jì)損失損傷等。
12.現(xiàn)有的鋁合金芯片托架遵循“熱脹冷縮”這個(gè)自然界普遍規(guī)律，即溫度升高時(shí)會(huì)發(fā)生幾何尺寸增大的正膨脹，其本質(zhì)是溫度升高促使晶格非簡(jiǎn)諧振動(dòng)加劇，由于原子作用勢(shì)能的不對(duì)稱特征，進(jìn)而導(dǎo)致質(zhì)點(diǎn)平均間距變大，發(fā)生明顯的熱膨脹現(xiàn)象。因此亟待一種新材料的出現(xiàn)，這種工程材料它受熱不膨脹或者受熱發(fā)生收縮，反映出零膨脹或者負(fù)膨脹特性。將擁有負(fù)熱膨脹性能的材料運(yùn)用在芯片托架結(jié)構(gòu)上，與芯片裝配體每層正膨脹材料組合后可實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)熱膨脹行為的目的，就能約束芯片及其裝配體的熱翹曲現(xiàn)象。
13.現(xiàn)有的鐵電鐵磁材料、少數(shù)陶瓷、鐵鎳合金等材料由于一些微觀層面上的物理機(jī)理而表現(xiàn)出反常的低膨脹或負(fù)膨脹性能。但是上述三種材料大多數(shù)是非金屬的、特定化學(xué)成分的脆性化合物，很難通過(guò)塑性變形進(jìn)行加工制造，因此不滿足解決現(xiàn)有芯片托架熱膨脹系數(shù)過(guò)大的問(wèn)題。
14.國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)鈦合金可通過(guò)成分設(shè)計(jì)形成化學(xué)無(wú)序的固溶體鈦合金。含有nb等β相穩(wěn)定元素的二元或多元固溶體合金，通過(guò)利用材料內(nèi)部物相的負(fù)膨脹特性，用負(fù)膨脹抵消基體的正膨脹，獲得可變的熱膨脹系數(shù)，進(jìn)而獲得可調(diào)控?zé)崤蛎浵禂?shù)的性能。借用鈦鈮合金的負(fù)熱膨脹特性，加工焊接成芯片托架準(zhǔn)確有效的抑制芯片裝配體翹曲問(wèn)題。這對(duì)比于同產(chǎn)品鋁合金芯片托架有更大的實(shí)際意義，利于實(shí)際工程中的應(yīng)用。
15.申請(qǐng)?zhí)朿n202120395644.0的實(shí)用新型專利公開(kāi)了一種控制芯片翹曲的裝置，該裝置使用壓板與芯片接觸并對(duì)其進(jìn)行壓迫，壓板具有背對(duì)設(shè)置的第一表面和第二表面，第一表面和第二表面上設(shè)置有多個(gè)沿厚度方向貫穿所述壓板的微氣孔，當(dāng)壓板的第二表面與芯片接觸并施加壓迫時(shí)，壓板的第二表面與芯片接觸面之間的空氣能夠自壓板上的微氣孔排出，芯片受到壓板的第二表面垂直向下的壓力，從而減小在芯片垂直方向的翹曲。該新型實(shí)
施例提供的一種控制芯片翹曲的裝置，能夠控制、減小貼片后芯片的翹曲度。但是利用這種裝置只能解決小尺寸芯片的翹曲問(wèn)題，多次熱循環(huán)后，性能容易衰退，此外，在實(shí)際生產(chǎn)使用中，可能會(huì)因?yàn)閴毫^(guò)大損失芯片，因此工程應(yīng)用價(jià)值較低。
16.申請(qǐng)?zhí)朿n200910212396.5的發(fā)明專利公開(kāi)了一種用于減小芯片翹曲度的方法，得到了一種形成集成電路結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括正面和背面的晶片，其中，晶片包括芯片；形成從背面延伸到芯片的開(kāi)口；將有機(jī)材料填充到開(kāi)口中，有機(jī)材料基本上都不在該開(kāi)口的外部，而是在晶片的背面上；以及對(duì)有機(jī)材料進(jìn)行烘培以使有機(jī)材料收縮。但是利用這種方法得到的有機(jī)材料不僅溫區(qū)窄，并且穩(wěn)定性較低，不能夠適用于高功率大尺寸芯片裝配體中。
17.申請(qǐng)?zhí)朿n202120908626.8的實(shí)用新型專利公開(kāi)了一種克服基板翹曲的治具結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)屬于半導(dǎo)體芯片封裝的治具技術(shù)領(lǐng)域。該結(jié)構(gòu)是將強(qiáng)磁固定層設(shè)置于下載板的上方，其強(qiáng)磁固定層開(kāi)口將下載板劃分為若干個(gè)基板裝載盤(pán)區(qū)和強(qiáng)磁固定區(qū)，強(qiáng)磁固定區(qū)分布在基板裝載盤(pán)區(qū)的四周；基板裝載盤(pán)區(qū)的基板下支撐板的中央向上隆起，并設(shè)置貫穿基板下支撐板的通孔，上蓋板的上蓋板開(kāi)口部分露出下載板的基板下支撐板，上蓋板與下載板通過(guò)對(duì)位針向上穿過(guò)強(qiáng)磁固定層對(duì)位固定。但是該結(jié)構(gòu)只能解決大尺寸芯片在封裝過(guò)程中出現(xiàn)的翹曲問(wèn)題，對(duì)于實(shí)際工作中芯片及其裝配體出現(xiàn)的發(fā)熱翹曲問(wèn)題無(wú)法起到作用，這很不利于實(shí)際工程中的應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
18.有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種具有熱縮冷脹特性的鈦合金芯片托架，安裝在芯片裝配體背部，在實(shí)際工作場(chǎng)景，隨著溫度不斷升高，其中四角定位孔在受熱后相互靠攏，進(jìn)而可以對(duì)芯片裝配體的翹曲進(jìn)行約束抑制，從而保證芯片封裝的共面度。鈦合金芯片托架由純鈦和純鈮兩種元素組成，其中nb的原子百分比為22％，其余都是ti。
19.進(jìn)一步的，一種具有熱縮冷脹特性的鈦合金芯片托架的制備方法包括如下步驟：
20.s1：將純鈦和純鈮元素按照比例配料，其中nb的原子百分比為22％，其余都是ti；
21.s2：進(jìn)行真空自耗熔煉鑄錠；
22.s3：鑄錠熱鍛成方坯；
23.s4：方坯熱軋成厚板；
24.s5：厚板分段切割；
25.s6：切板進(jìn)行固溶處理并淬火；
26.s7：淬火厚板經(jīng)多道次冷軋成為冷軋薄板；
27.s8：冷軋薄板經(jīng)沖裁得到拼接原料；
28.s9：切割下來(lái)的原料拼接組合，再焊接成型；
29.s10：銑削外形，定位鉆孔，對(duì)表面進(jìn)行磨削拋光；
30.進(jìn)一步的，s2中真空自耗熔煉次數(shù)為5次。
31.進(jìn)一步的，s3中熱鍛的溫度范圍為1000-1100℃。
32.進(jìn)一步的，s4中熱軋的溫度范圍為650-750℃。
33.進(jìn)一步的，s6中淬火溫度為900-950℃。
34.進(jìn)一步的，s7中冷軋薄板的厚度小于等于2mm。
35.進(jìn)一步的s9中焊接成型采用的是電子束焊接或者激光焊接，得到芯片托架成品。
36.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益之處在于：
37.1、本發(fā)明提供的具有"熱縮冷脹性能"的鈦合金框架可作為芯片托架，能有效約束芯片熱變形，其原理是在溫度變化過(guò)程中,基板受熱膨脹發(fā)生形變較大，進(jìn)而產(chǎn)生芯片翹曲現(xiàn)象。芯片托架通過(guò)螺栓與基板連接，在基板發(fā)生膨脹時(shí)，芯片托架發(fā)生橫向形變抑制了基板膨脹，從而實(shí)現(xiàn)了抑制芯片翹曲的功能，防止芯片內(nèi)部損壞。解決了芯片翹曲帶來(lái)的結(jié)構(gòu)破壞問(wèn)題，對(duì)保證芯片的可靠性有著重要意義，具有較好的工程應(yīng)用價(jià)值。本方案設(shè)計(jì)科學(xué)、成本較低，適合工業(yè)推廣使用。
38.2、本發(fā)明提供的芯片托架使芯片更加貼合散熱層，減小了散熱接觸面積變化的影響，使散熱效率得到極大提升。實(shí)驗(yàn)中先利用有限元軟件仿真驗(yàn)證了其準(zhǔn)確性，再通過(guò)研究安裝芯片托架結(jié)構(gòu)前后的芯片實(shí)際翹曲情況對(duì)比。證實(shí)可以有效解決大功率芯片散熱條件的差異帶來(lái)的芯片溫度不均勻問(wèn)題，且有效抑制了模塊的靜態(tài)不均流和動(dòng)態(tài)不均流，優(yōu)化了模塊的開(kāi)關(guān)特性，防止芯片在開(kāi)通關(guān)斷瞬間承擔(dān)過(guò)大電流燒毀芯片，保證整個(gè)模塊可靠運(yùn)行。
附圖說(shuō)明
39.圖1是本發(fā)明提供的一種具有熱縮冷脹特性的鈦合金芯片托架的制備方法的流程示意圖；
40.圖2是實(shí)施例1中一種具有熱縮冷脹特性的鈦合金芯片托架縱向應(yīng)變分布圖及兩點(diǎn)間應(yīng)變分析取樣位置示意圖；
41.圖3是實(shí)施例1中一種具有熱縮冷脹特性的鈦合金芯片托架縱向應(yīng)變和溫度的關(guān)系圖；
42.圖4是實(shí)施例2中一種具有熱縮冷脹特性的鈦合金芯片托架整體應(yīng)變分布圖及兩點(diǎn)間應(yīng)變分析取樣位置示意圖；
43.圖5是實(shí)施例2中一種具有熱縮冷脹特性的鈦合金芯片托架整體應(yīng)變和溫度的關(guān)系圖。
44.圖6是對(duì)比例1中一種鋁合金芯片托架整體應(yīng)變分布圖及兩點(diǎn)間應(yīng)變分析取樣位置示意圖；
45.圖7是對(duì)比例1中一種鋁合金芯片托架整體應(yīng)變和溫度的關(guān)系圖。
具體實(shí)施方式
46.下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，下述的實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
47.實(shí)施例1：
48.一種具有熱縮冷脹特性的鈦合金芯片托架，鈦合金芯片托架由純鈦和純鈮兩種元素組成，其中nb的原子百分比為22％，其余都是ti。
49.一種具有熱縮冷脹特性的鈦合金芯片托架的制備方法包括如下步驟：
50.s1：將純鈦和純鈮元素按照比例配料，其中nb的原子百分比為22％，其余都是ti；
51.s2：進(jìn)行真空自耗熔煉鑄錠；
52.s3：鑄錠熱鍛成方坯；
53.s4：方坯熱軋成厚板；
54.s5：厚板分段切割；
55.s6：切板進(jìn)行固溶處理并淬火；
56.s7：淬火厚板經(jīng)多道次冷軋成為冷軋薄板；
57.s8：冷軋薄板經(jīng)沖裁得到拼接原料；
58.s9：切割下來(lái)的原料拼接組合，再焊接成型；
59.s10：銑削外形，定位鉆孔，對(duì)表面進(jìn)行磨削拋光，得到芯片托架成品；
60.制備方法的流程示意圖如圖1所示。
61.優(yōu)選地，s2中真空自耗熔煉次數(shù)為5次。
62.優(yōu)選地，s3中熱鍛的溫度為1000℃。
63.優(yōu)選地，s4中熱軋的溫度為650℃。
64.優(yōu)選地，s6中淬火溫度為900℃。
65.優(yōu)選地，s7中冷軋薄板的厚度小于等于2mm。
66.優(yōu)選地，s9中焊接成型采用激光焊接。
67.經(jīng)過(guò)上述制備，得到了由純鈦和純鈮制作而成的鈦合金芯片托架，其中nb的含量為22％原子百分比，其余都是ti。將其水平放置于加熱臺(tái)上，采用三維數(shù)字圖像相關(guān)方法進(jìn)行非接觸式光學(xué)測(cè)量，結(jié)果縱向應(yīng)變分布圖及兩點(diǎn)間應(yīng)變分析取樣位置如圖2所示，縱向應(yīng)變和溫度的關(guān)系圖如圖3所示。
68.實(shí)施例2：
69.一種具有熱縮冷脹特性的鈦合金芯片托架，鈦合金芯片托架由純鈦和純鈮兩種元素組成，其中nb的原子百分比為22％，其余都是ti。
70.一種具有熱縮冷脹特性的鈦合金芯片托架的制備方法包括如下步驟：
71.s1：將純鈦和純鈮元素按照比例配料，其中nb的原子百分比為22％，其余都是ti；
72.s2：進(jìn)行真空自耗熔煉鑄錠；
73.s3：鑄錠熱鍛成方坯；
74.s4：方坯熱軋成厚板；
75.s5：厚板分段切割；
76.s6：切板進(jìn)行固溶處理并淬火；
77.s7：淬火厚板經(jīng)多道次冷軋成為冷軋薄板；
78.s8：冷軋薄板經(jīng)沖裁得到拼接原料；
79.s9：切割下來(lái)的原料拼接組合，再焊接成型；
80.s10：銑削外形，定位鉆孔，對(duì)表面進(jìn)行磨削拋光；
81.制備方法的流程示意圖如圖1所示。
82.優(yōu)選地，s2中真空自耗熔煉次數(shù)為5次。
83.優(yōu)選地，s3中熱鍛的溫度為1100℃。
84.優(yōu)選地，s4中熱軋的溫度為750℃。
85.優(yōu)選地，s6中淬火溫度為950℃。
86.優(yōu)選地，s7中冷軋薄板的厚度小于等于2mm。
87.優(yōu)選地，s9中焊接成型采用電子束焊接。
88.經(jīng)過(guò)上述制備，得到了由純鈦和純鈮制作而成的四邊焊接鈦合金芯片托架，其中nb的含量為22％原子百分比，其余都是ti。將其水平放置于加熱臺(tái)上，采用三維數(shù)字圖像相關(guān)方法進(jìn)行非接觸式光學(xué)測(cè)量，鈦合金芯片托架的整體應(yīng)變分布圖及兩點(diǎn)間應(yīng)變分析取樣位置示意圖如圖4所示，整體約束應(yīng)變和溫度的關(guān)系圖如圖5所示。
89.對(duì)比例1：
90.一種同實(shí)施例1相同大小的鋁合金芯片托架，芯片托架由7075鋁合金焊接而成。
91.s1：7075鋁合金冷軋薄板經(jīng)沖裁得到拼接原料；
92.s2：切割下來(lái)的原料拼接組合，再焊接成型；
93.s3：銑削外形，定位鉆孔，對(duì)表面進(jìn)行磨削拋光；
94.優(yōu)選地，s2中焊接成型采用電子束焊接。
95.采用7075鋁合金制備芯片托架，制備方法：切割鋁板，通過(guò)電子束焊接制成與實(shí)施例1相同大小的鋁合金芯片托架。制作而成的鋁合金芯片托架水平放置于加熱臺(tái)上，采用三維數(shù)字圖像相關(guān)方法進(jìn)行非接觸式光學(xué)測(cè)量。該鋁合金芯片托架整體應(yīng)變分布圖及兩點(diǎn)間應(yīng)變分析取樣位置示意圖如圖6所示，應(yīng)變和溫度的關(guān)系圖如圖7所示。圖7反映了鋁合金芯片托架在溫度升高過(guò)程中，整體呈現(xiàn)正膨脹特性，符合金屬材料“熱脹冷縮”的性質(zhì)。這與圖3和圖5中鈦合金芯片托架所反映的“熱縮冷漲”的性質(zhì)截然不同。
96.測(cè)試分析
97.本技術(shù)中芯片托架變溫dic熱應(yīng)變測(cè)試使用x1515t恒溫加熱臺(tái)，測(cè)試過(guò)程中溫度變化速率為5℃5mi5。采用三維數(shù)字圖像相關(guān)方法進(jìn)行非接觸式光學(xué)測(cè)量，得到的熱應(yīng)變變形結(jié)果使用vic-3d軟件進(jìn)行分析，溫度測(cè)量范圍設(shè)置為25至100攝氏度。
98.實(shí)施例1所得鈦合金托架的二維應(yīng)變場(chǎng)分布如圖2所示，本實(shí)驗(yàn)設(shè)置虛擬引伸計(jì)測(cè)量ab兩點(diǎn)和cd兩點(diǎn)之間的應(yīng)變，得到ab兩點(diǎn)和cd兩點(diǎn)之間的溫度-應(yīng)變關(guān)系熱膨脹曲線如圖3所示，可見(jiàn)實(shí)施例1所得材料的溫度-應(yīng)變關(guān)系熱膨脹曲線近似呈直線型，且ab兩點(diǎn)間在25至100攝氏度區(qū)間內(nèi)熱膨脹系數(shù)cte為-27.1
×
10-6
5℃，材料應(yīng)變量從0到-0.21％，其cte值大幅低于純鈦cte(8.36
×
10-6
5℃)，cd兩點(diǎn)間在25至100攝氏度區(qū)間內(nèi)熱膨脹系數(shù)cte為-21.4
×
10-6
5℃，材料應(yīng)變量從0到-0.16％，cd兩點(diǎn)間經(jīng)過(guò)熱影響區(qū)負(fù)膨脹性能下降。由此可知，實(shí)施例1所得托架ab兩點(diǎn)和cd兩點(diǎn)之間受熱表現(xiàn)出線性負(fù)熱膨脹性能，但兩者負(fù)膨脹性能稍有差異。
99.實(shí)施例2所得鈦合金托架的二維應(yīng)變場(chǎng)分布如圖4所示，與實(shí)施例1區(qū)別在于采用了四邊焊接，本實(shí)驗(yàn)設(shè)置虛擬引伸計(jì)測(cè)量ab兩點(diǎn)和cd兩點(diǎn)之間的應(yīng)變，得到ab兩點(diǎn)和cd兩點(diǎn)之間的溫度-應(yīng)變關(guān)系熱膨脹曲線如圖5所示，可見(jiàn)實(shí)施例2所得材料的溫度-應(yīng)變關(guān)系熱膨脹曲線近似呈直線型，且ab兩點(diǎn)間在25至100攝氏度區(qū)間內(nèi)熱膨脹系數(shù)cte為-21
×
10-6
5℃，材料應(yīng)變量從0到-0.15％，cd兩點(diǎn)間在25至100攝氏度區(qū)間內(nèi)熱膨脹系數(shù)cte為-21.2
×
10-6
5℃，材料應(yīng)變量從0到-0.16％，可見(jiàn)通過(guò)相同加工工藝制作得到的焊接框架其四角具有在升溫過(guò)程中軸向方向同步收縮的特性。由此可知，實(shí)施例2所得托架ab兩點(diǎn)和cd兩點(diǎn)之間受熱表現(xiàn)出線性負(fù)熱膨脹性能。且兩者負(fù)膨脹性能基本保持一致。
100.對(duì)比例1所得鋁合金托架的二維應(yīng)變場(chǎng)分布如圖6所示，通過(guò)電子束焊接制作出同實(shí)施例1等大小的托架，本實(shí)驗(yàn)設(shè)置虛擬引伸計(jì)測(cè)量的ab兩點(diǎn)和cd兩點(diǎn)之間的應(yīng)變，得到ab兩點(diǎn)和cd兩點(diǎn)之間的溫度-應(yīng)變關(guān)系熱膨脹曲線如圖7所示，可見(jiàn)實(shí)施例2所得材料的溫度-應(yīng)變關(guān)系熱膨脹曲線近似呈直線型，且ab兩點(diǎn)間在25至100攝氏度區(qū)間內(nèi)熱膨脹系數(shù)cte為25.1
×
10-6
5℃，材料應(yīng)變量從0到0.19％，cd兩點(diǎn)間在25至100攝氏度區(qū)間內(nèi)熱膨脹系數(shù)cte為22
×
10-6
5℃，材料應(yīng)變量從0到0.16％，經(jīng)過(guò)熱影響區(qū)膨脹性能下降。由此可知，對(duì)比例1所得鋁合金托架ab兩點(diǎn)和cd兩點(diǎn)之間受熱表現(xiàn)出線性膨脹性能，且兩者膨脹性能有所差異。鋁合金托架cte遠(yuǎn)高于芯片本身的cte(3
×
10-65
℃)。這在使用過(guò)程中會(huì)加劇芯片受熱翹曲現(xiàn)象，亟待改進(jìn)。
101.綜上所述，本發(fā)明方法通過(guò)真空自耗電極電弧技術(shù)處理、高溫均化擴(kuò)散處理、熱軋?zhí)幚?、冷軋?zhí)幚硪约岸虝r(shí)熱處理等處理，得到了一種具有熱縮冷漲特性的鈦合金芯片托架，該鈦合金托架在25至100攝氏度區(qū)間內(nèi)，負(fù)熱膨脹系數(shù)為-27.1
×
10-6
5℃，且其經(jīng)過(guò)電子束焊接過(guò)后，因?yàn)闊嵊绊憛^(qū)的影響，負(fù)膨脹性能下降。負(fù)熱膨脹系數(shù)為-21.4
×
10-6
5℃，也完全滿足約束芯片翹曲所需的負(fù)膨脹范圍。
102.以上詳細(xì)描述了本發(fā)聲明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的試驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書(shū)所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
技術(shù)特征：
1.一種具有熱縮冷脹特性的鈦合金芯片托架，其特征在于：鈦合金芯片托架由純鈦和純鈮兩種元素組成，其中nb的原子百分比為22％，其余都是ti。2.一種具有熱縮冷脹特性的鈦合金芯片托架的制備方法，其特征在于：所述鈦合金芯片托架的制備方法包括如下步驟：s1：將純鈦和純鈮元素按照比例配料，其中nb的原子百分比為22％，其余都是ti；s2：進(jìn)行真空自耗熔煉鑄錠；s3：鑄錠熱鍛成方坯；s4：方坯熱軋成厚板；s5：厚板分段切割；s6：切板進(jìn)行固溶處理并淬火；s7：淬火厚板經(jīng)多道次冷軋成為冷軋薄板；s8：冷軋薄板經(jīng)沖裁得到拼接原料；s9：切割下來(lái)的原料拼接組合，再焊接成型；s10：銑削外形，定位鉆孔，對(duì)表面進(jìn)行磨削拋光；s11：最后進(jìn)行裝配。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有熱縮冷脹特性的鈦合金芯片托架的制備方法，其特征在于：s2中真空自耗熔煉次數(shù)為5次。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有熱縮冷脹特性的鈦合金芯片托架的制備方法，其特征在于：s3中熱鍛的溫度范圍為1000-1100℃。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有熱縮冷脹特性的鈦合金芯片托架的制備方法，其特征在于：s4中熱軋的溫度范圍為650-750℃。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有熱縮冷脹特性的鈦合金芯片托架的制備方法，其特征在于：s6中淬火溫度為900-950℃。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有熱縮冷脹特性的鈦合金芯片托架的制備方法，其特征在于：s7中冷軋薄板的厚度小于等于2mm。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有熱縮冷脹特性的鈦合金芯片托架的制備方法，其特征在于：s9中焊接成型采用的是電子束焊接或者激光焊接。
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種具有熱縮冷脹特性的鈦合金芯片托架及其制備方法，鈦合金芯片托架由純鈦和純鈮兩種元素組成，其中b的原子百分比為22％，其余都是Ti；鈦合金芯片托架的制備方法包括如下步驟：S1：將純鈦和純鈮元素按照比例配料，其中b的原子百分比為22％，其余都是Ti；S2：進(jìn)行真空自耗熔煉鑄錠；S3：鑄錠熱鍛成方坯；S4：方坯熱軋成厚板；S5：厚板分段切割；S6：切板進(jìn)行固溶處理并淬火；S7：淬火厚板經(jīng)多道次冷軋成為冷軋薄板；S8：冷軋薄板經(jīng)沖裁得到拼接原料；S9：切割下來(lái)的原料拼接組合，再焊接成型；S10：銑削外形，定位鉆孔，對(duì)表面進(jìn)行磨削拋光；S11：最后進(jìn)行裝配。最后進(jìn)行裝配。最后進(jìn)行裝配。
