新型高硅铝合金电子封装复合材料的研究进展

微电子集成技术的快速发展对封装材料提出了更高的要求。具有低膨胀系数、轻质化、较高导热率的新型Al-Si复合材料受到了广泛的重视。文章详细介绍了高硅铝合金电子封装材料的性能特点、制备方法以及研究现状，指出了高硅铝合金电子封装材料的发展方向。     

伪半固态触变成形制备SiCp/Al电子封装材料的组织与性能

采用伪半固态触变成形工艺制备了40%、56%和63%三种不同SiC体积分数颗粒增强Al基电子封装材料,并借助光学显微镜和扫描电镜分析了材料中Al和SiC的形态分布及其断口形貌,测定了材料的密度、致密度、热导率、热膨胀系数、抗压强度和抗弯强度.结果表明,通过伪半固态触变成形工艺可制备出的不同SiC体积分数Al基电子封装材料,其致密度高,热膨胀系数可控,材料中Al基体相互连接构成网状,SiC颗粒均匀镶嵌分布于Al基体中.随着SiC颗粒体积分数的增加,电子封装材料密度和室温下的热导率稍有增加,热膨胀系数逐渐减小,室温下的抗压强度和抗弯强度逐渐增加.SiC/Al电子封装材料的断裂方式为SiC的脆性断裂,同时伴随着Al基体的韧性断裂.      

引线框架铜带性能与工艺分析

铜基引线框架合金材料是半导体元器件和集成电路封装的主要材料之一,其主要功能为散热、连接电路、机械支撑等。介绍了电子封装铜合金引线框架材料的分类,详细分析了集成电路对引线框架材料的技术要求及生产工艺条件,论述了我国铜基引线框架材料今后的发展方向。     

SPS法制备SiC_P/Cu复合材料的研究

为了开发高导热低成本电子封装材料与器件,采用SPS方法制备了SiC/Cu复合材料,研究了SiC的粒径和体积分数对材料致密度和热导率的影响.结果表明:随着SiC体积分数的减少(从70%到50%),材料致密度逐渐提高;随着SiC粒径从40μm变化到14μm,材料的致密度提高.在材料未达到完全致密的情况下,材料的热导率主要受致密度的影响,SiC粒径的减小和体积分数的适宜降低对材料热导率的提高有利.此外,研究了对SiC进行化学镀铜对复合材料的影响.SiC化学镀铜改善了复合材料两相界面的润湿性,与未镀铜SiC相比,使样品相对密度提高了3%,热扩散系数提高了60%,热导率为167 W/(m·K).     

硅颗粒增强铝基复合材料的制备与激光焊接行为

硅颗粒增强铝基复合材料(Si/Al)具有低热膨胀、高导热、可焊接的综合性能,能够很好满足微电子器件封装的技术要求,在微电子封装领域具有广阔的应用前景。激光焊接工艺性能是微电子封装的重要应用工艺之一,也是制约封装材料应用的瓶颈问题之一。为了提高Si/Al复合材料的激光焊接工艺性能,本文采用工艺灵活的粉末冶金技术,根据粉末的粒度和纯度的差异设计制备了4种组分的50%Si/Al和两种27%Si/Al复合材料,在较宽的激光参数范围内研究了材料的激光焊接行为。结果表明,粉末粒度和纯度的调整极大地影响了材料对激光的响应特点,对焊缝表面成型、焊接气孔率以及熔池尺寸都产生了较大影响。其中,粉末粒度较粗、纯度较低的50%Si/Al复合材料的焊接气孔率最低,预计具有较高的气密性。本文的研究结果对于提高Si/Al复合材料的激光焊接气密性、推动粉末冶金铝基复合材料在电子领域的应用具有重要意义。     

MO-Cu合金的开发和研究进展

Mo-Cu合金具有高的热导率和低的线胀系数,被广泛用作热深材料和电子封装材料.本文综述了Mo-Cu合金的基本性能、制备方法、应用和国内外的最新研究进展,概述了其致密化方法,并对其目前存在的问题进行了探讨.     

从专利文献看键合铜丝的发展

随着当今微电子器件日趋小型化、高性能化的特点以及国家节能减排、降本增效的发展要求,键合铜丝将逐步取代键合金丝成为微电子封装用主流键合材料。本文根据键合铜丝专利文献综述了键合铜丝的发展现状,介绍了键合铜丝的微合金化研究动向,指出键合铜丝的研究重点是通过最佳微合金元素设计和微合金化工艺控制来提高铜丝的强度、键合性能与可靠性。     

镀钛金刚石增强玻璃基复合材料的性能

现代电子封装迫切需要开发新型高导热陶瓷（玻璃）基复合材料.本文在对镀钛金刚石进行镀铜和控制氧化的基础上,利用放电等离子烧结方法制备了金刚石增强玻璃基复合材料,并观察了其微观形貌和界面结合情况,测定了复合材料的热导率和热膨胀系数.实验结果表明:复合材料微观组织均匀,Ti/金刚石界面是复合材料中结合最弱的界面,复合材料的热导率随着金刚石粒径和含量的增大而增加,而热膨胀系数随着金刚石含量的增加而降低.当金刚石粒径为100 μm、体积分数为70%时,复合材料热导率最高达到了40.2 W·m-1·K-1,热膨胀系数为3.3×10-6K-1,满足电子封装材料的要求.      

国内外钨铜复合材料的研究现状

W Cu具有好的导电导热性,低的热膨胀系数而被广泛地用作电接触材料、电子封装和热沉材料。纳米材料的研究发展将会大幅度拓展该材料在现代微电子信息技术的应用。本文从常规制备技术和纳米W Cu复合材料研究两方面综述了国内外对W Cu复合材料的研究发展状况,着重阐述了纳米W Cu复合材料的研究与优势,指出了今后的应用发展前景。     

电子封装用注射成形Mo/Cu合金烧结工艺的研究

本文采用粉末注射成形工艺制备电子封装用Mo/Cu合金 ,重点研究了烧结工艺 ,分析了烧结过程中的烧结温度、时间对烧结密度、微观组织和热导率的影响规律。研究表明 ,随着烧结温度的升高 ,材料密度不断增加 ,但当温度大于 14 5 0℃时 ,密度反而下降。材料经 14 5 0℃ 3h烧结达到了 98%的相对密度 ,热导率为 15 8W /(m·K)。     

电子封装材料及其技术发展状况

从基板、布线、框架、层间介质和密封5个方面对电子封装材料及其性能进行了全面系统的介绍,在电子封装材料的众多领域,金属封装和陶瓷封装被塑料封装所取代。并对近年来电子封装技术的研究发展情况进行了简要介绍。     

铜／钼／铜电子封装复合材料的制备方法

本发明属于电子封装材料领域，主要应用于微电子和半导体行业的金属封装，特别是涉及一种采用轧制工艺制备铜／钼／铜电子封装复合材料的方法。该方法包括表面处理、包覆、热轧、退火、冷轧、后续处理6个步骤。本发明与现有技术相比具有制备工艺简单、易控制、适于规模化生产的优点，其成品具有高导热、尺寸适应性和一致性好、成品率高、冲压性能良好，同时具有与半导体材料相匹配的热膨胀系数和导热率的优点。     

碳膜材料的热学性能及研究进展

基于碳材料独特的结构,概述了其优异的热学性能以及作为散热材料在电子器件散热领域中的应用。着重介绍了石墨烯膜、碳纳米管膜和石墨膜材料的研究进展,同时阐述了影响碳膜材料热导率的关键结构及其控制方法,最后提出了发展高导热碳基复合材料的研究策略以及面临的挑战。     

铝瓷系列新材料开辟新市场

正散热问题一直是LED企业持续关注的重点,LED照明产品的散热能力直接影响到LED的实际发光效率及其寿命。目前,市场上主流的COB散热基板依然是铝基板,也有一些厂家致力于铜基板与陶瓷基板的研发与生产。另外,一种介于铝与陶瓷之间的利用AlSiC复合材料研发而成的铝瓷(AlSiC)基板也即将推向市场。铝瓷系列(AlSiC、AlSi)材料是继第一代第二代封装材料之后的第三代电子封装材料,它具有高导热、高刚度、高耐磨、低膨胀、低密度、低成本等主要特性。铝碳化硅材料之前只有美国、日本等一些一流的跨国公司才能制造。而在2002     

BeO陶瓷的性能、制备及应用

随着现代电子封装技术的迅速发展,对基板材料的性能提出了更高的要求,而高纯BeO陶瓷以其具有高热导率及其它优异性能基本上满足这些要求,但成本高、制备难度大而且存在毒性防护问题.文内阐述了BeO陶瓷的制备及金属化方法,讨论了BeO的毒性和防护措施,并对其在大功率电子器件与集成电路、原子能反应堆、高级耐火材料、光电技术等领域的应用进行评估;指出BeO陶瓷今后的研究重点应为从基础的烧结机理和制备工艺出发,寻找合适的烧结助剂组合,以提高其生产质量并降低生产成本.     

分形微通道换热过程强化研究进展

随着微纳制造技术的快速发展,微电子芯片、微反应器和微燃料电池等微型器件受到了研究者越来越多的关注。微型器件的应用不仅对加工工艺和材料具有较高的要求,而且需要高效的热管理来维持其性能。特别是对于高集成度和高频化的高性能微电子芯片而言,超高的热流密度不仅会严重制约芯片的性能,而且会显著影响芯片的寿命和可靠性。鉴于传统的风冷和液体单相对流换热冷却方式无法满足散热需求,具有高换热系数的微通道换热技术成为解决微型器件散热问题的重要途径。然而,常规的微通道换热技术普遍存在着高流动阻力和非均温性的难题,限制了该技术的实际规模化应用。近年来,研究者开发出一系列新型的分形微通道技术用于换热过程强化。本文系统总结了不同类型的分形换热微通道（包括Y、H、T、Ψ、康托、科赫等分形结构）,并对各分形微通道的原理和性能进行了着重介绍,最后对分形微通道换热的现存挑战和未来发展方向分别进行了分析和展望,以期为换热过程强化的发展提供新的研究思路。      

Si-Al电子封装材料粉末冶金制备工艺研究

采用粉末冶金液相烧结工艺制备了Si-50％Al（质量分数)电子封装材料。研究了压制压力、烧结工艺对材料微观组织及性能的影响。结果发现：低温烧结时，随压制压力增大，材料密度呈上升趋势，而高温烧结时，材料密度较高且变化不大；增大压制压力不仅提高了材料的致密度，而且改善了界面接触方式，在一定范围内使得材料热导率提高，但压制压力过大时，则会导致Si粉出现大量的微裂纹等缺陷，界面热阻急剧上升，从而降低热导性能；适当提高烧结温度和延长烧结时间可以提高材料的热导率。     

镀钨金属化对超音速激光沉积金刚石/铜复合涂层导热性能影响

针对电子封装材料散热需求，为了获得高导热界面材料，通过盐浴镀方法在金刚石表面镀W，并采用超音速激光沉积(SLD)技术在铜基板表面制备金刚石/铜复合涂层，研究镀W金刚石颗粒的表面形貌及成分，及其对金刚石/铜复合涂层微观结构、界面结合和导热性能的影响。研究结果表明，SLD制备的镀W金刚石/铜复合涂层中颗粒间结合良好，界面无明显缝隙，热导率达306.3 W·m^-1·K^-1。金刚石表面镀W改善了金刚石与铜的表面润湿性，促进了金刚石与铜颗粒之间的界面结合，使涂层具有良好的致密性，表现出优异的导热性能。     

复合定形相变材料的封装及应用研究新进展

有机相变材料具有热存储密度高、自身温度和体积变化小、腐蚀性小和化学性质稳定等优点,能有效提升不可再生能源的利用率,是一种绿色节能环保材料,在新能源开发和热能储存领域起着至关重要的作用。然而,有机相变储能材料普遍存在相变过程中熔融泄漏和热导率低的问题,严重制约了相变材料的实际应用。因此,相变材料的封装定形和导热强化成为近年来的研究热点。本文针对有机相变材料普遍存在的泄漏和热导率低问题,综述了有机相变材料的封装技术和导热强化技术的基本方法及最新研究成果,并总结了复合相变储能材料的能量转换机理,浅谈了复合定形相变储能材料在建筑节能、太阳能和电子设备等领域的应用情况。最后,对未来复合定形相变储能材料发展的研究重点和方向进行了展望。      

高导热氮化铝陶瓷的粉末注射成形技术

氮化铝(AlN)陶瓷具有热导率高、热膨胀系数低、电阻率高等特性以及良好的力学性能,被认为是新一代高性能陶瓷基片和封装的首选材料,为了满足微电子技术发展对微型复杂形状高导热陶瓷零部件用量日益增加的需求,该文作者研究利用粉末注射成形技术制备高导热AlN陶瓷零部件.该技术以AlN粉末为原料,加入5%Y2O3为烧结助剂;选用蜡基粘结剂体系(PW+PP+SA),确定粉末装载量为62%(体积分数),注射温度为160～170℃,注射压力为90～100 MPa;采用溶剂脱脂+热脱脂工艺脱脂;在1850℃流动氮气氛中烧结.所制备出的AIN陶瓷热导率达232.4 W/(m·K).