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相似文献
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1.
金刚石/铜复合材料在电子封装材料领域的研究进展   总被引:3,自引:0,他引:3  
金刚石/铜复合材料作为新型电子封装材料受到了广泛的关注。综述了金刚石/铜复合材料作为电子封装材料的国内外研究现状,介绍了金刚石/铜复合材料的制备工艺,并从材料科学的原理综述了该复合材料主要性能指标(热导率)的影响因素,同时对金刚石/铜复合材料的界面问题进行了分析,最后对金刚石/铜复合材料的未来应用进行了展望。  相似文献   

2.
金刚石/铜复合材料中金刚石石墨化的研究   总被引:1,自引:1,他引:0  
通过X射线衍射(XRD)和拉曼光谱对用作电子封装材料的金刚石/铜复合材料中金刚石的石墨化进行了研究,结果表明,利用先进的两面顶设备及工艺制备的金刚石/铜复合材料中金刚石并未石墨化,并对此结果进行了讨论。  相似文献   

3.
金刚石/铜复合材料具有密度低、热导率高及热膨胀系数可调等优点,且与新一代芯片具有良好的热匹配性能,因此其在高热流密度电子封装领域具有非常广泛的应用前景。然而由于金刚石与铜界面润湿性差,界面热阻高,导致材料热导率比铜还低,限制了其应用。为了改善其界面润湿性,国内外通过在金刚石表面金属化或对铜基体预合金化等手段来修饰复合材料界面,以提高金刚石/铜复合材料的热导率。本文综述了表面改性、导热模型相关的界面理论以及有限元模拟的研究进展,讨论了制备工艺、导热模型和未来发展的关键方向,总结了金刚石添加量、颗粒尺寸等制备参数对其微观组织结构和导热性能的影响规律。  相似文献   

4.
由于具备较高的热导率,铜/金刚石复合材料已成为应用于电子封装领域的新一代热管理材料。采用放电等离子烧结工艺(SPS)成功制备含不同金刚石体积分数的Cu/金刚石复合材料,研究复合材料的相对密度、微观结构均匀性和热导率(TC)随金刚石体积分数(50%、60%和70%)和烧结温度的变化规律。结果表明:随着金刚石体积分数的降低,复合材料的相对密度、微观结构均匀性和热导率均升高;随着烧结温度的提高,复合材料的相对密度和热导率不断提高。复合材料的热导率受到金刚石体积分数、微观结构均匀性和复合材料相对密度的综合影响。  相似文献   

5.
金刚石 / 铜复合材料兼具低密度、高导热率数和可调热膨胀系数等优点,近年来成为新一代热管理材料的研究重点。 通过理论、试验及模拟三个方向对金刚石 / 铜复合材料进行综述。回顾金刚石 / 铜复合材料的发展历程,总结金刚石 / 铜复合材料重要的颗粒混合理论模型及“三明治”复合结构经验公式,研究影响热导率和热膨胀系数等两大热学性能指标的重要因素,简述有限元模拟在金刚石 / 铜复合材料中的相关应用。其中,重点分析界面改性(活性改性元素种类和改性层厚度)对金刚石 / 铜复合材料导热性的影响。结果表明,通过界面改性、增加接触面积以及在较高温度和压力机制驱动下制备的金刚石 / 铜复合材料具有优异的热物理性能。最后由所得结论提出双峰金刚石、渗碳、大尺寸金刚石自支撑膜表面织构化等方法, 可用来提升金刚石 / 铜复合材料界面结合强度和散热性能。  相似文献   

6.
金刚石/铝复合材料具有高热导率、低密度以及低热膨胀系数等优异的性能,成为电子封装领域的研究重点。综述了影响金刚石/铝基复合材料热物理性能和力学性能的因素,并对其热导率及热膨胀系数的常用理论计算模型进行了探讨。最后,对金刚石/铝复合材料的发展前景进行了展望。  相似文献   

7.
利用新型液固分离技术制备40%(体积分数)-金刚石/Al复合材料封装基板,通过SEM、EPMA和XRD观察和分析复合材料的断口形貌及界面结构,分析金刚石颗粒尺寸(90、106、124和210μm)对金刚石/Al复合材料热物性的影响.结果表明,复合材料致密度随金刚石颗粒尺寸增加呈现先增加后急剧降低的规律,在颗粒尺寸为106 μm时,致密度达到极大值.复合材料界面处未发现有恶化性能的Al4C3生成.复合材料的热膨胀系数随金刚石颗粒尺寸增加略有增大,保持相对稳定,Kerner模型可以准确模拟复合材料热膨胀系数.热导率受金刚石颗粒尺寸和界面行为共同作用,与致密度呈现相同变化规律.金刚石颗粒尺寸为106 μm的金刚石/Al复合材料具有最佳的综合性能,致密度达到97.12%,热膨胀系数为12.4×10-6 K-1,热导率为153.1 W/(m·K),达到Maxwell-Eucken模型预测值的69.31%,气密性指标满足电子封装材料军用装配标准.  相似文献   

8.
为研制更高热导率的产品,采用粉末冶金法将金刚石与高纯度铜粉热压在一起,制备新型金刚石/铜复合材料。通过正交分析法,研究了金刚石/铜复合材料热导率的影响因素。结果表明:用粉末冶金法制备的金刚石/铜复合材料,其热导率最高为245.89 W/(m·K)。对金刚石/铜复合材料热导率影响最大的因素是金刚石与铜粉的体积比,并且随着体积比的增大,金刚石/铜复合材料热导率逐渐下降。金刚石/铜复合材料的致密度以及界面结合程度是影响金刚石/铜复合材料热导率大小的重要因素,致密度高、界面结合好的复合材料热导率高,反之则低。  相似文献   

9.
金刚石/铜复合材料具有低膨胀系数和高热导率等优异性能,使其成为一种理想的电子封装材料。采用97%(72Ag-28Cu)-3%Ti活性钎料对金刚石/铜复合材料和氧化铝陶瓷进行钎焊。发现活性钎料在氧化铝陶瓷和金刚石薄膜表面均具有良好的润湿性,在两者表面的平衡润湿角均小于5°。讨论了主要钎焊条件(如钎焊温度和保温时间等)对接头性能的影响。发现钎焊过程中Ti元素聚集在金刚石颗粒的表面形成TiC化合物,且TiC化合物的形貌与钎焊接头的剪切强度具有紧密联系。推测合适的TiC化合物层厚度可改善钎焊接头的剪切强度,而颗粒状的TiC化合物及过厚的TiC化合物层却会损害钎焊接头的性能。获得的最大剪切强度为117MPa。  相似文献   

10.
金刚石-碳化硅复合材料具有热导率高、热膨胀系数匹配、轻质、高硬度、物理化学稳定性好等特点,是理想的电子封装材料,因而近年来受到广泛关注。真空气相反应渗透工艺是在真空条件下将蒸气通入预制的多孔基体中发生化学反应,从而获得致密化的复合材料,该工艺具有周期短、效率高、成本低、对设备要求低、近净成形等特点。以酚醛树脂为粘结剂,Si作为渗料,采用真空气相反应渗透工艺制备了金刚石-碳化硅复合材料。讨论了金刚石含量,压制压力和基体孔隙率的关系。通过XRD、SEM等手段分析了材料的物相组成、显微结构以及渗透过程。实验结果表明,材料由金刚石,碳化硅,少量残留硅三相组成,碳化硅在金刚石表面附着,结合比较紧密,材料具有很高的致密度和导热性能。压制压力和孔隙率之间呈现负相关,金刚石含量和孔隙率之间呈现正相关。混合粒径金刚石制备的复合材料中金刚石的含量明显提高,材料的热导率最高达到了620W/(m·K)。  相似文献   

11.
电子封装用Cu/Mo/Cu复合材料的工艺研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
研究了浸涂助复剂(铝基合金)和室温轧制工艺对Cu/Mo/Cu复合界面结合强度的影响,简述了Cu/Mo/Cu复合板室温轧制成形工艺过程,详细分析了表面和界面清理、初道次轧制临界变形率及热处理工艺等因素对复合板结合强度的影响。实验结果得出,钼板浸涂Al—Mn—Zn—Sn合金助复剂后的热处理温度为800~850℃;初道次轧制变形率为45%最佳;复合轧制后合适的退火工艺为450℃,保温60min。  相似文献   

12.
以Si粉在Al_2O_3/TiO_2复合溶胶中预处理形成的凝胶膜层作为扩散阻挡层抑制Cu-Si反应,制备出Cu/Si复合材料,研究了Cu/Si复合材料的相组成、显微结构与性能.结果表明:Si粉预处理的Cu/Si复合材料主要由Cu和Si组成,含有少量的Cu_3Si相;其硬度为147HV0.1,室温热扩散系数为26.4 mm~2/s.复合材料烧结过程中Cu原子与Si原子借助膜层中的缺陷部位进行扩散,在Cu/Si界面局部反应形成Cu-Si化合物.相比之下,Si粉未预处理的Cu/Si复合材料只含有Cu_3Si相,无Cu与Si残留;其硬度高达399HV0.1,室温热扩散系数仅为3.0 mm~2/s.所以,Si粉表面溶胶-凝胶预处理可以有效降低Cu-Si反应程度,保持复合材料中的Cu相与Si相,提高导热性能.  相似文献   

13.
随着第三代半导体SiC和GaN的快速发展,传统的Si基器件用封装材料已不能满足功率器件在高功率密度和高温环境下可靠服役的需求。纳米铜烧结技术不仅能够低温连接、高温服役,同时具有优异的导热、导电性能和相对于纳米银较低的成本,在功率器件封装研究领域备受关注,纳米铜焊膏成为最有潜力的耐高温封装互连材料之一。本文从纳米铜焊膏的制备、影响烧结连接接头性能的因素以及接头的可靠性三个方面综述了当前纳米铜烧结连接技术的研究进展,阐明了纳米铜颗粒的氧化行为及对应措施,并重点论述了纳米铜烧结连接接头的高温服役可靠性与失效机理,旨在促进低成本的纳米铜烧结连接技术在高性能、高可靠功率器件封装中的应用。  相似文献   

14.
铜颗粒低温烧结技术的研究进展   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
金属纳米材料因具有良好的导电导热性以及能够在较低温度下进行烧结,是功率器件在高温高压高频等工作环境下服役所需的关键电子封装材料之一.文中对应用于功率器件封装领域的铜颗粒实现烧结的研究进行了综述,阐明了目前通过铜颗粒烧结技术实现低温键合的研发背景.从铜颗粒烧结材料的制备、工艺参数和还原方法等关键影响因素出发,讨论、归纳了基于不同烧结机理的低温烧结铜颗粒材料接头的力学性能和电学性能.此外,介绍了铜颗粒烧结技术在贴片封装和全铜互连领域中应用的优良特性.通过对该领域研究成果的分析,结果表明,目前铜烧结材料仍然受到氧化问题的挑战,需要进一步在接头性能的精准调控方面深入研究.  相似文献   

15.
高体积分数SiCp/Al复合材料具有优异的热物理性能,且密度较低,是非常理想的电子封装材料。但是由于其本身高的脆性和硬度,使得该材料很难通过二次机械加工成所需要的形状,严重制约了该材料的应用:采用粉末注射成形-无压熔渗工艺成功实现了高体积分数SiCp/Al复合材料的近净成形:采用该工艺所制备的复合材料的致密度高于99%,可实现热膨胀系数在(5—7)×10^-6K^-1范围内进行调节,材料的热导率高于185W/(m·K),抗弯强度高于370MPa,气密性可达10^-11Pa·m^3·s^-1,各项指标均叮以满足电子封装对材料的性能要求,另外为了实现SiCp/Al复合材料与其他材料的封接,项目成功开发了一种Al—Si—Cu系焊料,封接后器件的各项性能指标尤其是气密性也均能满足使用要求。  相似文献   

16.
Mo-Cu材料的性能和应用   总被引:25,自引:1,他引:24  
Mo-Cu材料具有高的导热系数和较低的热膨胀系数及较好的耐热性能,因此有多方面的用途。其高的导热系数作为大功率电子器件和散热器件有较好的前途,其膨胀系数与95%瓷匹配可作为封接材料,其好的耐热性能可作为高温构件等等。本文介绍Mo-Cu材料的物理、机械性能及制取工艺对材料性能的影响,主要介绍其膨胀系数、导热系数与材料组成的关系。另外,还涉些最新的研究和主要应用领域。  相似文献   

17.
To fabricate electronic packaging shell of copper-matrix composite with characteristics of high thermal conductivity and low thermal expansion coefficient, semisolid forming technology, and powder metallurgy was combined. Conventional mechanical mixing of Cu and SiC could have insufficient wettability, and a new method of semisolid processing was introduced for billets preparation. The SiC/Cu composites were first prepared by PM, and then, semisolid reheating was performed for the successive semisolid forging. Composite billets with SiC 35% volume fraction were compacted and sintered pressurelessly, microstructure analysis showed that the composites prepared by PM had high density, and the combination between SiC particles and Cu-alloy was good. Semisolid reheating was the crucial factor in determining the microstructure and thixotropic property of the billet. An optimised reheating strategy was proposed: temperature 1,025 °C and holding time 5 min.  相似文献   

18.
随着电子封装技术的发展,传统键合金丝在性能和价格上已经不具备优势。采用复合和改性等方法可以开发出满足要求的键合金丝替代品。总结了金包银复合键合丝、钯包铜复合键合丝、金合金键合丝和银合金键合丝共4种键合金丝替代产品的性能特点、成分配比、生产技术难点和关键点,介绍了部分典型产品,并对替代产品的发展趋势进行了展望。  相似文献   

19.
电子封装材料的研究现状及发展   总被引:1,自引:0,他引:1  
根据电子封装材料的特点及要求,介绍了几种封装材料,详细地阐述了金属基复合封装材料的性能特点、制备方法、应用背景及存在的问题。并展望了电子封装材料的发展前景。  相似文献   

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