硅含量对喷射成形铝硅复合材料显微组织与力学性能的影响

利用双喷嘴扫描喷射成形技术制备27%SiAl、42%SiAl、50%SiAl等3种Si-Al合金电子封装材料,并对该材料进行热等静压致密化处理。研究合金沉积态和热等静压态的显微组织,测定合金的热膨胀系数、抗拉强度及抗弯强度,利用扫描电镜研究其断裂机制。结果表明:沉积态Si-Al合金的硅相呈均匀弥散分布。随含硅量增加,合金凝固区间增大,初生硅相的数量增多,平均尺寸增大,由全部颗粒状分布逐渐演化为呈部分颗粒、部分骨架状分布,这种均匀弥散分布的结构有利于降低合金的热膨胀系数。27%SiAl、42%SiAl、50%SiAl合金的热膨胀系数连续可控,室温至200℃分别为14.76×10 6、9.75×10 6、9.29×10 6/K。随硅含量升高,材料的抗弯强度和抗拉强度呈下降趋势。27%SiAl合金的平均抗拉强度和抗弯强度分别达到196 MPa和278 MPa,伸长率为9.5%。42%SiAl与50%SiAl的平均抗拉强度与抗弯强度都接近,分别达到140 MPa及220 MPa,伸长率小于1%。断裂方式由以铝相的韧性断裂为主逐渐转变为以硅相的脆性裂为主。     

喷射成形高硅铝合金填补国内空白

国内材料学科研究十余年的新型电子封装材料——喷射成形高硅铝合金,现已走出实验室,实现产业化。率先迈出这一步是位于国家级镇江经济技术开发区的江苏豪然喷射成形合金有限公司：     

Si-Al合金电子封装材料性能及显微组织研究

采用热压烧结法制备了70%Si-Al和90%Si-Al两种合金,测量了两种合金的典型热性能和力学性能,并观察和对比了两种合金的显微组织。结果表明:随着Si含量从70%升高到90%,在各测量温度下,合金材料的线膨胀系数都降低。热压烧结制备的材料Si相细小,致密度高,界面结合力好,热导率高。随着Si相含量的增加,热压的Si-Al合金热导率逐渐降低。烧结的Si-Al合金的抗弯强度和弹性模量随Si相含量的增加逐渐降低,材料的断裂主要以Si相的脆性断裂为主。     

喷射成形70Si30Al合金封装材料的组织性能研究

利用喷射成形技术制备了70Si30Al合金新型电子封装材料,研究了材料沉积态、热压态的显微组织演变规律,测试了材料的各项性能。结果表明:沉积态材料显微组织细小均匀,一次Si相尺寸大约在10-40μm左右,且均匀弥散分布。经过热压后,材料的热膨胀系数为7×10-6-9×10-6K-1,热导率可以达到120 W.m-1.K-1。     

挤压温度对喷射成形60Si—40Al合金组织及性能的影响

喷射成形所制备的材料有一定的孔隙率,因此在材料实际使用之前,通常需要通过热挤压或热锻等热加工使材料达到致密化.本文采用包套热挤压使喷射成形60Si-40Al合金材料致密化,研究了挤压温度对喷射成形合金组织和性能的影响,确定了最佳的挤压温度.研究结果表明:挤压温度为520℃时60Si-40Al材料的致密度最高,可以达到99.04%;抗拉强度为164 MPa,维氏硬度为150.     

喷射成形含铁,硅7150铝合金的组织和性能

含铁０．６和含硅０．５的７１５０铝合金是采用快速凝固工艺－液体动态凝结（简称ＬＤＣ）喷射沉积得到的。沉积后，喷射成积预型件被热轧到饱和密度。用轧制后的材料加工成拉伸和疲劳所用的试样，试样再热处理到Ｔ６回火度。拉伸实验显示ＬＤＣ７１５０＋Ｆｅ／Ｓｉ材料具有工业用高纯锭轧７１５０薄板核对试样较低的强度和延性。ＬＤＣ材料的较低强度是由于高含量的铁对铜的吸收所致。ＬＤＣ７１５０＋Ｆｅ／Ｓｉ材料的疲劳裂纹生     

喷射成形70Si30Al电子封装材料致密化处理及组织性能研究

利用喷射成形技术制备了70Si30Al合金沉积坯件。对沉积坯件进行了差示扫描热分析,研究了热压温度对致密化效果的影响,在560,570,580,590℃下保温0.5h后220MPa保压2h进行了热压致密化处理;研究了压强对致密化效果的影响,在570℃保温0.5h后160,220,300,410MPa保压2h进行了热压致密化处理,测试了材料的密度、热膨胀系数和热导率。结果表明：喷射成形70Si30Al合金在566.4℃时有熔化相出现,理想的致密化工艺参数为570℃保温0.5h后220～300MPa保压2h,此工艺致密化处理后的喷射成形70Si30Al的密度为2.421×10^3kg·m^-3,25℃时的热膨胀系数为6.9×10^-6K^-1,50℃时的热导率为118K.（W·m^-1·K^-1）^-1。     

高硅硅钢片喷射成形技术的研究

喷射成形是一项先进的材料制备技术.本文介绍了一种用喷射成形工艺来制备高硅硅钢片的技术和方法.并从合金母液的制备、喷射成形过程、喷射沉积坯的轧制及退火工艺和相关问题的分析等方面进行了研究.     

喷射成形70Si30Al合金的显微组织与性能

利用喷射成形技术制备了70Si30Al合金,研究了合金的显微组织演变,检测了合金的热膨胀系数和热导率,用三点弯曲法测试了合金的弯曲强度.结果表明,喷射成形70Si30Al合金经热压后的组织结构为连接成网状的近球形硅相和穿插于其中的二次富铝相.合金具有低密度(2.42 g·cm-3)、高弯曲强度(180 MPa)、低热膨胀系数(6.9×10-6/K)、高热导率(118 W·m-1·K-1),硬度BH=261的特点,是一种性能优良的电子封装材料.     

热压法制备Si-Al电子封装材料及其性能

采用真空热压烧结方法 ,制备了性能优异的Si Al电子封装材料。其热导率高于 110W·m- 1 ·K- 1 ,热膨胀系数从 5～ 10 μm·K- 1 可调控 ,密度低于 2 .5g·cm- 3。真空热压方法通过外界压力来克服非润湿状态下的毛细阻力 ,达到硅颗粒均匀分布 ,铝相呈连续网络状包裹的理想复合形貌组织。在铝熔点以上温度点进行的液相烧结均满足封装性能要求 ,且热压时间短、压力低。实验结果表明 :热膨胀系数主要由硅含量确定 ,一定的临界压力值则是影响材料组织及性能的关键参数     

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。     

轻质Si-Al电子封装材料制备工艺的研究

探讨采用传统粉末冶金方法制备轻质、高性能Si-50％Al(质量分数，下同)电子封装材料的可能性。研究了粉末粒度组成、压制压力、烧结温度对材料室温导热性和室温到200℃间热膨胀系数的影响。发现采用一定的粉末粒度组成，高压制压力、高温和适当的时间烧结能够获得综合性能较好的Si-Al复合材料。     

喷射沉积Si-Al合金的数值模拟结果与分析

采用热辐射修正,模拟了喷射沉积Si-Al合金的凝固过程,研究了熔滴的速度、热交换作用系数、温度、熔滴冷却速度及固相分数与沉积距离的关系,讨论了辐射相修正前后熔滴的温度和固相分数的变化以及雾化压力和沉积距离对固相分数的影响.     

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。     

喷射沉积新型电子封装用70%Si-Al材料的研究

一种新型电子封装材料70％Si-Al合金通过喷射沉积技术被开发出来。研究了雾化压力和沉积距离等工艺参数对该材料合金组织及致密度的影响。制备的合金具有细小均匀的组织结构，各向同性，Si相粒子尺寸在10～20μm之间，均匀的分布在铝基体中。分析表明，合金具有和半导体材料接近的热膨胀系数，合金的机械加工性能较好，可以用普通的刀具进行机械加工。初步研究了热等静压在合金制备中的应用。