新型硅基铝金属高性能电子封装复合材料研究

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.在传统封装材料已不能满足现代技术发展需要的情况下,新型硅基铝金属复合材料脱颖而出,以其优异的综合性能成为备受关注的焦点.高体积分数硅基体带来的低热膨胀系数能很好地与芯片相匹配,连通分布的金属(铝)确保了复合材料的高导热、散热性,两者的低密度又保证了复合材料的轻质,尤其适用于高新技术领域.重点探讨了硅基铝金属铝复合材料的主要制备技术及其组织性能机理,并对其未来发展作出展望.     

颗粒增强铝基复合材料精密铸造技术

与其它铝基复合材料相比,颗粒增强铝基复合材料成本低,制备工艺简单,而且具有高的弹性模量、低的热膨胀系数、良好的导热性和耐磨性等优点。颗粒增强铸造铝基复合材料是其中重要的一类。它们和普通铸造铝合金一样可重熔铸造成形,得到各种尺寸和形态复杂的复合材料铸件。 经过10年的工作,研究课题在材料制备、精密铸造技术、高精度机械加工、表面处理等方面取得了一系列突破。课题主要开展了以下几方面的工作:     

搅拌铸造法制造颗粒增强铝基复合材料的研究与发展

回顾了搅拌铸造法制造颗粒增强铝基复合材料的起源和发展，综述了搅拌铸造中各种问题的研究状况，指出了我国在搅拌工艺研究方面的不足。     

碳纤维增强铝基复合材料的低压铸造

本文分析了液态金属浸渗静力学和动力学.通过实验测定渗透系数.分四种情况讨论了C/Al浸渗复合过程和复合质量.指出,润湿并不是低压力下制备复合材料的必要条件.通过控制纤维分布状态,使纤维成束分布,在不润湿的情况下,也可以在低压力下制造高质量复合材料.最后用非均匀浸渗技术制出高强度C/Al复合材料.     

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。     

真空压力浸渗法制备SiCp／Al的研究

用真空压力浸渗法制备了ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料，研究表明，这种工艺的优点是制备的ＳｉＰ／Ａｌ复合材料颗粒含量高，热膨胀系数低且可调整，如能提供精密模具，该工艺对于开发ＳｉＰ／Ａｌ复合材料作为一析兴电子封装材料是极具竞争力的。研究还发现，将真空压力浸渗法制备的颗粒含量的复合材料过重熔稀释可制成颗粒含量适中、气孔率低、无氧化夹杂和界面反应的最终复合材料，与复合铸造法制备的同样材料相比，这种材料具有低的气     

金属基电子封装复合材料的研究现状及发展

阐述了金属基复合材料用于电子封装领域的优点及其重要意义,综述了该研究方向最新研究现状,归纳了金属基电子封装复合材料制造方法,指出了未来研究方向。     

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.     

挤压铸造硼酸铝晶须增强Al基复合材料浸渗过程理论分析

本文作者采用挤压铸造法,制取了硼酸铝晶须增强Al基复合材料,并根据Laplace方程及多孔体的渗流物理基本原理,从多孔渗流动力学角度分析了挤压浸渗过程中金属液在多孔体中的流动,认为紊流才是其主要的表现形式。并较详细地分析了晶须长度对预制件孔结构及浸渗的影响。     

SiC粒子增强铸造Al基复合材料的研究

用真空烘烤封罐法对SiC粒子进行预处理,在固液两相区内搅拌添加,制造成铸造Al基复合材料。测试结果表明,该复合材料具有铸造性能好,力学性能高,耐磨性能优良等优点。适用于压铸,石膏型精密铸造,金属型铸造等工艺方法成型的活塞、连杆等零件。     

液态金属铸造法制备金属基复合材料的研究现状

在金属基复合材料的制备方法中,液态铸造法具有广泛的应用和发展前景.较系统地论述了颗粒、晶须和短纤维增强的金属基复合材料的液态铸造制备方法及其对材料性能的影响,探讨了液态铸造法制备金属基复合材料过程中仍然存在的问题和研究进展,展望了制备金属基复合材料的发展方向.     

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.     

真空浸渍法制备纳米氧化铝复合材料

用饱和硝酸铝和硝酸镍溶液在室温下真空浸渍气孔率大约为15%的氧化铝坯体,然后干燥、煅烧,经过多次循环获得理想致密度的纳米/微米氧化铝基陶瓷复合材料.以X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)研究了复合材料的物相组成、元素分布、显微结构及气孔率随浸渍次数的变化.经过饱和硝酸镍溶液浸渍13次后,氧化铝坯体的气孔率由14.42%降低到8.89%,Al2O3/NiAl2O4复合材料由α-Al2O3和NiAl2O4尖晶石组成;经过饱和硝酸铝溶液浸渍8次后,氧化铝坯体的气孔率由13.33%降低到9.68%,Al2O3复合材料由α-Al2O3组成.Al、Ni和O在复合材料基体中均匀分布.     

离心铸造铝-铁自生梯度复合材料梯度结构研究

为获得具有较好梯度结构的梯度材料，提出并采用了一种新的离心力-多孔金属中间层法制备锰-铁自生(in suit)梯度复合材料，进行了制备过程的实验研究。主要内容包括：工艺(材料)设计、正交实验主体、数据处理及结果分析等，重点进行了工艺参数对梯度结构影响的分析。实验结果表明，在离心转速、中间层厚度、金属温度、预热温度4个工艺参数中，中间层的极差为次大值，表明中间层的存在对梯度结构的形成有较大的影响。     

原位反应复合法制备金属基复合材料的进展

综述了近年来利用原位反应复合法制备金属基复合材料的最新工艺方法，包括：ＸＤ法、ＶＬＳ法、ＳＨＳ等，讨论其组织与性能，同时还展望了原位反应复合法的发展前景。     

压力铸造金属基复合材料的浸渗过程

应用具有宽调速特性的低压铸造法制备了碳纤维增强铝基复合材料,着重探讨了其液相浸渗过程。结果表明:金属流体的浸渗充型随着纤维体积分数的增大,从非均衡浸渗向均衡浸渗变化。纤维与基体的润湿是获得良好浸渗的前提。浸渗速度与加压速度的平方根成正比,浸渗系数只在较高的纤维体积分数时才与多孔介质流体力学的计算值相符。通过适当的工艺控制,可制得浸渗良好的复合材料。     

真空吸铸条件下充型速度对薄壁铝合金铸件内部质量的影响

研究了薄壁铝合金铸件真空吸铸充型速度对其内部质量的影响,对一种φ200mm×180mm,壁厚为2.6mm的薄壁铸件,分别采用25mm/s,40mm/s和先用25mm/s充型6s,再用40mm/s三种充型速度,用X射线检测铸件的内部质量.结果表明,充型速度为25mm/s时,铸件内部气泡、夹杂缺陷很少,但铸件未成形;充型速度为40mm/s时,铸件成形完整,但内部气泡、夹杂缺陷多;采用先慢后快的充型速度时,铸件成形完整,且铸件内部缺陷很少.     

原位反应在铸造法制备复合材料中的应用

铸造技术是制备金属基复合材料的一种有效手段,利用反应在铸造过程中原位生成增强相,可避免传统方法中增强相颗粒表面污染的现象,从而改善增强相颗粒与基体相的结合,并可获得细小的增强相颗粒,提高材料性能。     

SiCp/Al Composites Fabricated by Modified Squeeze Casting Technique

A cost effective method was introduced to fabricate pure aluminum matrix composites reinforced with 20% volume fraction of 3.5 μm SiC particles by squeeze casting followed by hot extrusion. In order to lower volume fraction of the composites, a mixed preform containing pure aluminum powder and the SiC particles was used. The suitable processing parameters for the infiltration of pure aluminum melt into the mixed preform are： melt temperature 800℃, preform temperature 500℃, infiltration pressure 5 MPa, and solidification pressure 50 MPa. Microstructure and properties of the composites in both as-cast and hot extruded states were investigated. The results indicate that hot extrusion can obviously improve the mechanical properties of the composite.