电子封装用Al/Si/SiC复合材料的显微组织与性能(英文)

采用气压浸渗法制备中体积分数电子封装用 Al/Si/SiC 复合材料。在保证加工性能的前提下,用与 Si 颗粒相同尺寸(13 μm)的 SiC 替代相同体积分数的硅颗粒制得复合材料,并研究其显微组织与性能。结果显示,颗粒分布均匀,未发现明显的孔洞。随着 SiC 的加入,强度和热导率将得到明显提高,但热膨胀系数变化较小,对使用影响也不大。讨论几种用于预测材料热学性能的模型。新的当量有效热导被引入后,H-J 模型将适用于混杂和多颗粒尺寸分布的情况。     

液固分离法近净成形SiC_p/Al电子封装壳体的组织和性能(英文)

采用液固分离工艺制备高SiC体积分数Al基电子封装壳体(54%SiC,体积分数),借助光学显微镜和扫描电镜分析壳体复合材料中SiC的形态分布及其断口形貌,并测定其物理性能和力学性能。结果表明:SiCp/Al壳体复合材料中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。复合材料的密度为2.93 g/cm3,致密度为98.7%,热导率为175 W/(m·K),热膨胀系数为10.3×10-6K-1(25~400°C),抗压强度为496 MPa,抗弯强度为404.5 MPa。复合材料的主要断裂方式为SiC颗粒的脆性断裂同时伴随着Al基体的韧性断裂,其热导率高于Si/Al合金的,热膨胀系数与芯片材料的相匹配。     

电子封装用Sip/Al复合材料的微观组织

用气压浸渗法制备了Sip/Al复合材料,并对所制备的复合材料的微观组织进行了研究.光学显微镜观察显示,复合材料中硅颗粒分布组织均匀、致密,有少量的孔隙存在.SEM EDS分析发现,Si颗粒有少量的溶解,并且在溶解的Si颗粒表面有氧化物界面层生成.XRD分析结果表明,在复合材料界面中没有金属间化合物的生成.     

具有双层结构的电子封装用可激光焊接Si_p-SiC_p/Al混杂复合材料(英文)

结合预制件一次性模压成型和真空气压浸渗技术制备具有双层结构的高体积分数(60%~65%)、可激光焊接Sip-SiCp/Al混杂复合材料。该复合材料的组织结构均匀、致密,增强相颗粒均匀地分布在复合材料中,Sip/Al-SiCp/Al界面均匀、连续、结合紧密。性能测试表明,Sip-SiCp/Al混杂复合材料具有密度低(2.96 g/cm3)、热导率高(194 W/(mK))、热膨胀系数小(7.0×10-6K-1)、气密性好(1.0×10-3(Pacm3)/s)等优异特性。焊接试验表明,Sip-SiCp/Al混杂复合材料具有良好的激光焊接特性,其焊缝平整、致密,微观组织均匀,没有生成明显的气孔和脆性相Al4C3。同时,Sip-SiCp/Al混杂复合材料激光封焊后优异的气密性(4.8×10-2(Pacm3)/s)能够满足现代电子封装行业对气密性的严格要求。     

金刚石混杂碳化硅/铝复合材料的组织与热物理性能(英文)

采用理论计算与实验相结合的方法对金刚石混杂SiC/Al复合材料的热物理性能进行研究,采用微分有效介质(DEM)理论和扩展的Turner模型分别计算金刚石混杂SiC/Al复合材料的热导率和热膨胀系数。从金刚石混杂SiC/Al复合材料的微观组织可以看到SiC颗粒与Al之间结合较紧密,金刚石颗粒与Al之间结合不紧密。金刚石混杂SiC/Al复合材料的热物理性能的实验结果与理论计算趋势一致。当金刚石颗粒与SiC颗粒的体积比为3:7时,混杂SiC/Al复合材料的热导率和热膨胀系数分别提高了39%和30%。因此,当在复合材料中加入少量金刚石颗粒时,其热物理性能得到显著提高,而复合材料的成本略有提高。     

混杂2D-C/Al电子封装复合材料的设计与制备

设计了混杂C/SiCp 预制型中碳化硅颗粒的尺寸及体积分数 ,并用低压浸渗技术制备了非润湿体系混杂2D C/Al电子封装复合材料。理论计算表明 :加入 0 .5%～ 2 % (体积分数 ,下同 )、尺寸 3～ 5μm的SiCp 可实现调节纤维体积分数范围为 30 %～ 60 % ,加入体积分数 1 0 %、尺寸 1 5μm的SiCp 可将纤维体积分数调小到 1 0 %。控制预制型中SiCp 的分布可获得纤维分布均匀的混杂 2D C/Al复合材料。低压浸渗法制备混杂 2D C/Al复合材料的热物理和拉伸性能优于高压法。     

电子封装材料过共晶硅-铝合金的组织特征和热性能(英文)

采用快速凝固制粉技术和粉末热压烧结技术制备55%Si-Al,70%Si-Al和90%Si-Al3种过共晶含量的硅铝合金。结果表明:雾化沉积是制备过共晶硅铝合金的有效的快速凝固工艺,采用该工艺获得的快速凝固硅铝合金粉末的尺寸小于50μm。快速凝固的硅铝合金粉末经过550°C和700MPa热压后,获得3种不同成分合金试样的相对密度分别为99.4%,99.2%和94.4%。作为电子封装材料,3种试样的热导率、热膨胀系数和电导率都可以满足应用要求。55%Si-Al合金的热膨胀系数随温度的变化最剧烈,但是该合金具有较好的热导率。90%Si-Al合金的热膨胀系数较小,但是其热导率最差,小于100W/(m·K)。70%Si-Al合金具备热沉材料所应具备的优良的热导率和热膨胀系数的综合性能。     

高分数GNFs/6061Al基复合材料的放电等离子体烧结制备及其显微组织与性能

采用放电等离子体烧结(SPS)工艺在610℃制备30％～50％(质量分数)纳米石墨片(GNF)/6061Al基复合材料,研究烧结压力及GNF含量对复合材料显微组织和力学、热学性能的影响.结果表明,SPS有效抑制GNFs/6061Al基复合材料中Al4C3等界面反应产物的生成.随着GNF含量的增加,GNFs团聚程度增加,...     

Si含量对Si/Al复合材料组织及性能的影响(英文)

采用放电等离子烧结(SPS)技术制备不同Si含量的电子封装用Si/Al复合材料,测试复合材料的性能,包括密度、热导率、热膨胀系数及弯曲强度;进行成分及断口分析,研究Si含量对Si/Al复合材料微观组织及热、力学性能的影响规律。结果表明:Si/Al复合材料由Si、Al组成,Al均匀分布于Si晶粒之间;随着Si含量的降低,Si/Al复合材料的相对密度不断增大,当Si含量为50%(体积分数)时,复合材料的相对密度达到98.0%;复合材料的热导率、热膨胀系数及弯曲强度均随着Si含量的增加而减小,当Si含量为60%(体积分数)时,复合材料具有最佳的热导率、热膨胀系数及强度匹配。     

Si3N4颗粒体积分数对Si3N4/Al复合材料微观组织和力学性能的影响（英文）

采用压力浸渗法制备Si3N4体积分数分别为45%、50%和55%的颗粒增强铝基复合材料(Si3N4/Al)。研究Si3N4体积分数和T6热处理对Si3N4/Al复合材料微观组织和力学性能的影响。结果表明:Si3N4颗粒分散均匀,Si3N4/Al复合材料浸渗良好,没有明显的孔洞和铸造缺陷;在Si3N4颗粒附近的铝基体中,可以观察到高密度位错;Si3N4/Al复合材料的弯曲强度随着Si3N4体积分数的增大而降低;T6热处理能提高复合材料的强度;复合材料的弹性模量随着Si3N4体积分数的增加而线性增加;在低Si3N4体积分数时,可以观察到更多的撕裂棱和韧窝;T6热处理对断口形貌的影响较小。     

无压浸渗高含量Si/Al复合材料的凝固组织特征

对用无压浸渗法制备的高含量Si/Al复合材料的浸渗及凝固组织进行了研究,对Si骨架间的凝固组织和浸渗过程中的水淬组织进行了详细的分析,并对2种组织进行了比较.结果表明,Si骨架间的过共晶Al-Si合金液的水淬组织为伪共晶组织,高速率的凝固阻碍了Si的析出和扩散.而在缓慢冷却凝固时,随着初晶Si的析出,形成呈网络状连续的Si相骨架,Si骨架间隙进一步减小,剩余的过共晶成分的液相被分隔局限其间,液相比例减少.在被Si相骨架分隔的微区内产生了类似于离异共晶的析出现象――初晶Si和共晶Si只能沿原预制体Si多孔体骨架上附着析出,凝固后的Al基体为α相,而不是典型的Al-Si共晶组织.另外,Si相的体积分数决定于浸渗温度.     

喷射成形50Si50Al合金的组织与性能

采用双喷嘴扫描喷射成形工艺制备了大规格50Si50Al电子封装材料的锭坯,经热等静压后尺寸达到φ400 mm×700 mm.采用扫描电镜和金相显微镜研究了合金的显微组织演变,利用热膨胀仪及万能拉伸试验机检测了合金的热膨胀系数、抗弯强度、抗拉强度.结果表明:利用喷射成形及热等静压制取的Si-Al合金,得到硅相呈均匀弥散分布的组织,部分为骨架状,部分为颗粒状,富Al相围绕Si相间隙呈网络分布.沉积态由于气体滞留及凝固收缩存在三类孔洞,分别为气体滞留型、凝固收缩型及间质性孔洞.50Si50Al合金的这种特殊结构有效地降低了合金的热膨胀系数,室温至200℃的实测值与Turner模型吻合较好.     

Interfacial microstructure and properties of diamond/Cu-<Emphasis Type="Italic">x</Emphasis>Cr composites for electronic packaging applications

Diamond/Cu-xCr composites were fabricated by pressure infiltration process.The thermal conductivities of diamond/Cu-xCr(x = 0.1,0.5,0.8) composites were above 650 W/mK,higher than that of diamond/Cu composites.The tensile strengths ranged from 186 to 225 MPa,and the bonding strengths ranged from 400 to 525 MPa.Influences of Cr element on the thermo-physical properties and interface structures were analyzed.The intermediate layer was confirmed as Cr3C2 and the amount of Cr3C2 increased with the increase of Cr concentration in Cu-xCr alloys.When the Cr concentration was up to 0.5 wt.%,the content of the Cr3C2 layer was constant.As the thickness of the Cr3C2 layer became larger,the composites showed a lower thermal conductivity but higher mechanical properties.The coefficients of thermal expansion(CTE) of diamond/Cu-xCr(x = 0.1,0.5,0.8) composites were in good agreement with the predictions of the Kerner’ model.     

金刚石/铜复合材料在电子封装材料领域的研究进展

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。     

不同热处理条件下TC4合金电子封装材料的组织及性能

研究了机加工后外形尺寸合格与不合格两种TC4板材样品的显微组织及性能的差异,以及TC4板材机加工变形产生的原因。在此基础上,设计6种热处理工艺,研究了不同热处理工艺下TC4合金显微组织及性能,寻找不合格TC4板材样品组织结构矫正的最佳方案。结果表明:不合格TC4样品中各向异性的条状组织是其加工后变形大的主要原因;综合不同热处理条件下TC4合金的显微组织、力学性能与热导率以及断口形貌等因素,确定了在900~930℃内退火处理后的不合格TC4合金经与合格TC4合金最为接近,是其组织结构矫正合理的热处理工艺。