真空压渗铸造铝基电子封装复合材料研究

叙述了真空反压渗透铸造法制铝基电子封装复合材料的过程：测试了ＳｉＣｐ，镀铜碳短纤维，Ｐ１３０石墨短纤维，Ａｌ２Ｏ３短纤维，石墨磷片，石墨颗粒增强铝硅铸造合金复合材料的密度，孔积率和增强体的体积分数；给出了每种复合材料的金相照片，分析了不同增强体，预制件制造方法和混杂增强对铝基复合材料的体积分数，孔积率等方面的影响。     

铝基复合材料的发展和现状

现代生产和科学技术的发展，对材料提出愈来愈高的要求，铝基复合材料重量轻、强度和刚度高、耐磨损、耐腐蚀、在温度变化时有较高的化学和尺寸稳定性，因之近二十年来，受到很大重视，并得到较快发展，本文简要地陈述了它的发展过程，并介绍了它主要的制造工艺；固态扩散法，粉末冶金法和熔铸法等，他们的基本工艺和最新发展，文章还列举各种铝基复合材料目前达到的性能水平，世界各国研究和生产的现状，指出铝基复合材料的时代正在到来，它将在更广泛的领域得到应用，在现代化建设中发挥更大作用。     

新型电子封装用金刚石/金属复合材料的组织性能与应用

随着微电子技术的高速发展,金刚石/金属复合材料作为新一代的电子封装材料受到了广泛的重视,它与传统的电子封装材料相比,具有更优异的性能,是未来封装、热沉材料最有潜力的发展方向之一.对金刚石/金属复合材料的性能、制备工艺及应用发展进行了综述,并提出了未来的研究开发方向.     

环保型电子封装用Sip/Al复合材料性能研究

为研究电子封装用Sip/Al复合材料热物理及力学性能,利用挤压铸造方法制备了体积分数为65%的Sip/LD11(Al-12%Si)可回收环保型复合材料.采用TEM观察、膨胀仪、激光导热综合测试仪以及万能电子拉伸试验机等设备及技术对复合材料进行研究.结果表明:Sip/LD11复合材料组织致密,材料中未观察到孔洞和缺陷;20～50℃时复合材料的热膨胀系数为8.1×10-6/℃,并随着温度的升高而增加,退火处理能够降低复合材料的热膨胀系数;Sip/LD11复合材料铸造状态和热处理状态的热导率分别为132.9、160.1 W/m·℃,复合材料的弯曲强度和比模量较高;可以采用化学镀方法在复合材料表面涂覆Ni层,镀层结合强度良好,是一种优异的电子封装用复合材料.     

电子封装用SiCp/Al复合材料的组织与性能

本文选用粒径为20μm和60μm的SiC混合颗粒,采用挤压铸造方法制备了体积分数为70%的SiCp/LD11(Al-12%Si)复合材料.材料组织致密,颗粒分布均匀.复合材料具有低膨胀、高导热的特性和十分优异的力学性能,并且可以通过退火处理进一步降低其热膨胀系数.采用化学镀方法,在复合材料表面涂覆镍层,以其做为底座的二极管满足器件的可靠性测试要求.     

高性能铝基复合材料研究进展

自1960年代以来,全球持续开展了铝基复合材料研究,研发了损伤容限型、耐蚀型、高强型、耐热型、低膨胀型等一系列高性能铝基复合材料。这些复合材料已应用于航空、航天、电子和交通领域。然而,与传统金属材料和树脂基复合材料相比,目前高性能铝基复合材料的应用市场仍然很小。本文综述了高性能铝基复合材料在增强体、铝基体、制备方法、组织、性能和应用等方面的进展,讨论了在原材料、工程化、质量稳定性、性能数据、成本、应用和材料研制等方面存在的问题,从应用基体研究、材料研制、工程化、应用等方面展望了未来发展方向。高性能铝基复合材料的未来发展方向包括提升原材料质量、改善工艺稳定性、降低成本、加强工程化、扩大应用、探索增材制造+模锻技术及研制新一代纳米增强和纳米/微米混杂增强铝基复合材料。     

一种新型铝基功能复合材料的研究

采用铸造凝固复合法将铝和在４￣１４μｍ波长范围内具有强辐射能力的ＴＭ颗粒复合在一定，制成Ａｌ／ＴＭ红外辐射功能复合材料，Ａｌ／ＴＭ复合材料组织致密，颗粒分布均匀。研究发现，Ａｌ／ＴＭ复合材料在红外光谱４￣１４μｍ的光谱辐射率和光谱辐射度比铝有很大提高。     

应用于电子封装的新型硅铝合金的研究与开发

较详细地论述了新型硅铝（Al-70%Si)合金的制备,机械加工及焊接性能,物理性能,应用Osprey喷射沉积成形技术开发出的新型硅铝（Al-70%Si)合金,晶粒细小,微观结构各向同性,可用一般刀具机加工,机加工后的表面可以镀镍,铜,银和金,电镀层与基体结合牢固,在450度不会开裂,硅铝合金的热传导率及热膨胀系数与半导体的相近,并有其它优良性能,与传统的电子封装材料相比有更好的应用价值。     

铝基层状复合材料界面金属间化合物的研究现状

随着科学技术的进步和新技术、新产业的出现,特别是高、精、尖技术的迅速崛起和发展,各国对工程材料的需求也越来越广泛,对材料性能提出了越来越苛刻的要求。因此传统、单一的金属材料的应用领域受到很大的限制,越来越不能满足高新技术的发展要求。近年来,能源和资源的消耗日渐增多,许多矿产资源日益枯竭,为了节约资源和能源,减轻产品质量,环保绿色的复合材料已成为主流发展方向。异种金属复合材料通过选择不同的组元层,可具备多种优异性能,以满足抗磨损、抗腐蚀、抗冲击及高导热导电等特殊要求。目前,金属基复合材料在石油、机械、化工、电子及家用电器等许多领域得到了广泛应用。铝基层状复合材料兼具铝合金的耐腐蚀、高导热、低密度和其他组元层的优良性能,如不锈钢耐腐蚀、铜高导电导热散热、钛耐高温冲击耐腐蚀、镁低密度优良电磁波屏蔽性能等,可满足多种特殊使用要求。铝不锈钢、铝镍及铝钛复合材料的应用,可节约Cr、Ni、Ti等稀贵金属。为了使铝基层状复合材料具有良好的界面结合性能,异种金属复合后,通常进行扩散退火,然而异种金属扩散退火过程中若层状复合材料界面有金属间化合物生成,将会损坏组元层间的结合强度,甚至分层,严重影响复合材料的使用性能。因此,研究界面金属间化合物的形成及生长是开发铝基层状复合材料的关键。本文较为系统地阐述了常用铝/不锈钢、铝/钛、铝/镍、铝/铜、铝/镁五种铝基层状复合材料界面金属间化合物,介绍了界面金属间化合物相的组成及生长动力学,并给出了五种铝基层状复合材料界面化合物的生成条件。同时,揭示了铝基层状复合材料界面金属间化合物初始形成过程,包括金属相互扩散、到达最大固溶度后初始相的形成、金属间化合物不同相间的转变及金属间化合物厚度的增加,得到了界面化合物厚度与扩散退火时间和温度的关系,金属间化合物层厚度(X)与时间(t)之间的关系满足公式:X=kt~n(n为动力学指数)。此外,本文就Si对铝镍、铝钛层状复合材料界面金属间化合物的影响进行了预测。     

SiCp/Al电子封装复合材料的现状和发展

随着微电子技术的高速发展，SiCp/Al作为新型的电子封装材料受到了广泛的重视。根据近年来报导的有关资料，对SiCp/Al电子封装复合材料的性能、制备工艺及应用发展进行了综述，并指出了未来的研究方向。     

电子封装材料的研究现状

电子及封装技术的快速发展对封装材料的性能提出了严格的要求,综述了各种新型封装材料的发展现状;并以金属基复合材料为重点,分别从增强体,基体材料,制备工艺及微结构几个方面讨论了它们对材料热性能的影响,据此进一步提出了改善封装材料热性能的途径及未来的发展方向。     

AlSiC电子封装材料及构件研究进展

AlSiC电子封装材料及构件具有高热导率、低膨胀系数和低密度等优异性能,使封装结构具有功率密度高、芯片寿命长、可靠性高和质量轻等特点,应用范围从功率电子封装到高频电子封装.综述了国内外制备AlSiC电子封装材料及构件所涉及的预制件成形、液相浸渗铸造、力学性能、气密性、机械加工、表面处理和构件连接等方面的研究进展.     

电子封装用金属基复合材料的制备

分析了电子封装用金属基复合材料的性能特点及其对制备工艺的要求，在此基础上论述了该种材料的各种制备工艺的特点及发展现状。     

铜基封装材料的研究进展

具有高导热性的铜基封装材料可以满足大功率器件即时快速大量散热的要求,是一种重要的封装材料.综述了Cu/Mo、Cu/W传统铜基封装材料和Cu/C纤维、Cu/Invar(Mo、Kovar)/Cu层状材料、Cu/ZrW2O8(Ti-Ni)负热膨胀材料及Cu/SiC、Cu/Si轻质材料等新型铜基封装材料的性能特点、制备工艺与问题.指出轻质Cu/Si复合材料将是铜基封装材料中一个新的具有前景的研究方向.     

电子封装用高硅铝合金热膨胀性能的研究

采用雾化喷粉与真空包套热挤压工艺制备了高硅铝合金电子封装材料,测定了合金在100～400℃间的热膨胀系数值,并运用理论模型对该温度区间的热膨胀系数进行了计算,分析了高硅铝合金材料热膨胀性能的影响因素.结果表明:Si相作为增强体能显著改善Al-Si合金的微观组织与热膨胀性能,430℃热挤压下的高硅铝合金材料在100～400℃之间的热膨胀系数平均值与Turner模型很接近.     

喷射成形铝硅合金电子封装梯度材料的研究进展

高硅铝合金电子封装材料以其良好的热物理性能与力学性能,越来越受到材料和电子封装行业研究者的重视,但是其焊接性能与机械性能不理想。铝硅合金梯度板材可解决电子封装材料低膨胀与高机械性能的矛盾,其高硅端热膨胀系数低,导热好,适于裸集成电路;低硅端机械性能高,可焊接,便于精加工和封装,是未来武器装备高集成电路封装构件重要的备选材料。针对这类材料的制备问题,提出了双金属一步式喷射成形技术的概念,并对喷射工艺参数进行了初步的探索研究。2个沉积器的间距可以影响复合板材的外形轮廓与内部硅成分的梯度分布,模拟结果显示间距大于等于40 mm时,出现台阶而且成分变化有突变。     

铝基复合材料镶嵌件表面涂覆工艺研究

对比研究了铝基复合材料镶嵌件表面涂覆金属Ｚｎ、Ｎｉ或其合金对浇铸镶嵌界面状况的影响；确定了铝基复合材料镶嵌件最佳的表面涂覆工艺，解决了铝基复合材料镶嵌应用工艺中的关键问题，具有推广应用价值。     

AlSiC电子封装材料及器件物理性能研究进展

AlSiC电子封装材料及器件的关键指标是膨胀系数、热导率和气密性。不同工艺条件下制备的AlSiC电子封装材料物理性能相差较大。尽管已建立一些理论模型预测AlSiC电子封装材料的膨胀系数和热导率，但由于基体塑性变形、粘接剂类型及含量、粉末尺寸等许多因素影响，理论结果与实验结果相差较大。热循环过程中，基体合金类型、增强体尺寸、预处理方法和热循环次数等明显影响AlSiC电子封装材料的尺寸稳定性。温度循环对AlSiC电子封装材料物理性能的影响尚未见公开报道。     

新型喷射成形轻质、高导热、低膨胀Si-Al电子封装材料

传统封装材料的性能已经不能满足微电子技术飞速发展的需要，为此，国内外相继采用喷射成形技术研究开发了适用于电子行业发展的新型Si-Al系列合金，这种高硅（50－70wt%)合金具有细小均匀的显微组织，以及均匀和各向同性的性能，同时具有低热膨胀系数，高热导率和低密度等特点，与普通碳化硅增强金属基复合材料（MMCs)不同，新合金可以用普通刀具进行加工，并且容易进行镀镍，铜、银和金等涂覆处理，采用上述材料已成功地制备了航空应用的微波放大器模块，比全可伐合金封装减重约30％以上，对喷射成形Si-Al合金的研究开发现状进行了简单评述。     

高导热金刚石/铜电子封装材料:制备技术、性能影响因素、界面结合改善方法

随着电子行业的不断发展,第二代热沉材料如钨/铜封装材料、钼/铜封装材料、碳化硅/铝封装材料等已不能满足该领域日益增长的需求。金刚石的热导率为2 300 W/(m·K),是已知热导率最高的物质;铜的热导率为401 W/(m·K),在众多金属中仅次于Ag。金刚石/铜复合材料具有诸多优点:(1)热导率高、强度大;(2)热膨胀系数能够通过改变金刚石与铜的体积分数加以调控,以实现与硅、锗等半导体材料的匹配;(3)具有比金刚石/银复合材料更低的成本以及比金刚石/铝、钨/铜、钼/铜等材料更高的热导率。因此,金刚石/铜复合材料是一种理想的电子封装候选材料。金刚石/铜复合材料的制备技术多种多样,其中粉末冶金、放电等离子体烧结、液相渗透是最适合该复合材料特性也是研究最广泛的技术。液相渗透法又分为无压熔渗法和压力辅助熔渗法,与粉末冶金法和放电等离子体烧结法相比,该法成本低、操作性强,成为近年研究的重点方向。目前,国际上已制备出热导率高达900 W/(m·K)的金刚石/铜复合材料。另一方面,金刚石与铜界面润湿度较差,导致复合材料致密度不高且热导率不易提升。解决金刚石与铜界面润湿度较差的问题成为制备金刚石/铜复合材料的关键,也促使国内外研究者不断尝试在制备工艺环节引入改进措施。目前已探索出两种较为可行的方法:(1)在复合材料制备过程中添加少量B、Cr等活性元素,使这些活性元素与铜形成合金;(2)在制备金刚石/铜复合材料之前,采用化学镀、扩散烧结、盐浴、磁控溅射等手段预先在金刚石表面包覆一层均匀的碳化物。本文总结了金刚石/铜复合材料的国内外最新研究进展及主流制备技术,论述了影响复合材料的热膨胀系数及热导率的主要因素。文章还介绍了改善金刚石与铜的界面润湿度的方法,最后对金刚石/铜复合材料的发展进行了展望。