电子封装SiCp/Al复合材料的制备与性能

研究了无压渗透法制备电子封装SiCp/Al复合材料过程中,烧结工艺对SiC预制件开孔率、抗压强度的影响,以及渗透工艺对Al液渗透形成复合材料的影响,并对所制备的复合材料热物理性能和表面涂覆进行了评价。结果表明,经1100℃分段烧结的SiC预制件开孔率、抗压强度较好;Al液浇铸温度、保温温度分别在750～850℃、800～900℃的范围时,SiC预制件的渗透效果较好;所制备的55%SiCp/Al复合材料相对密度为98.3%,热膨胀系数在（7.23～9.97）×10-6K^-1之间变化,热导率为146.5～172.3W/（m.K）,复合材料表面涂覆性能可行性好。     

电子封装用diamond/Al复合材料研究进展

Diamond/Al复合材料作为第四代电子封装材料,具有高热导率、低热膨胀系数和低密度等优良性能,成为研究重点。论述diamond/Al复合材料研究概况,分析挤压铸造、浸渗法和放电等离子烧结制备方法的优点和缺点,讨论热导率和热膨胀系数等热物理性能的影响因素,并对其发展前景进行展望。     

SiC／Al基电子封装复合材料的无压浸渗法制备与热性能研究

用网格堆积法制备SiC多孔陶瓷,以此作为增强体,用无压浸渗工艺制备45%～65%体积分数的SiC/Al基电子封装复合材料,测定25～300 ℃热导率和热膨胀系数.实验结果表明,增强体经高温氧化处理后能显著的改善SiC/Al的浸润性能;提高浸渗温度和延长浸渗时间可以改善浸渍效果,浸渗温度在1 050 ℃,浸渗时间5 h浸渗效果最好;Mg是促进浸渗的有利因素,可有效改善铝在增强体内的渗透深度.该工艺制备的SiC/Al复合材料,热膨胀系数较经典模型计值低,热导率达189 W(m·K),可以较好的满足电子封袋材料的要求.     

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。     

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。     

电子封装SiCp／Al复合材料导热性能研究与进展

概述了电子封装用SiCp／Al复合材料导热性能研究的现状与进展,分析了基体成分、增强体SiCp颗粒体积分数、增强体SiCp颗粒尺寸及形貌、热处理工艺以及复合材料中界面对SiCp／Al复合材料导热性能的影响,并介绍了复合材料热导率的理论计算模型与测试方法。     

高体积SiC/Al复合材料的热处理与力学性能

采用气压浸渗法制备高体积分数的SiC/Al复合材料,测试了其SiC预制型经过1200℃高温氧化4h得到的该复合材料的抗弯强度,最高可达422 MPa,分析了界面产物以及结合状况;同时,对复合材料进行T2态和T6态热处理,T2态处理后,该复合材料抗弯强度降低,T6态处理后,其抗弯强度最高可达462 MPa,约提高9％.采用激光拉曼光谱分析了两种不同热处理后的力学性能变化的原因,T2态处理消除了复合材料的内应力,而T6态复合材料中仍然存在内应力;对比分析了两种不同热处理下的断口形貌,进行了该复合材料不同强度的评析.     

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.     

喷涂Al/SiC复合材料的制备与组织分析

采用等离子喷涂技术和亚音速火焰喷涂技术制备了高性能Al/SiC复合材料.利用OM,SEM,TEM,XRD等仪器详细分析了上述两种技术制备的Al/SiC复合材料微观组织.结果显示,亚音速火焰喷涂技术和等离子喷涂技术均可制备出SiC体积分数大于50%的Al/SiC复合材料,所制备的Al/SiC复合材料组织致密、颗粒均匀分布、SiC颗粒和Al之间的界面结合良好.XRD研究表明,等离子喷涂Al/SiC复合材料中存在着Al,SiC,晶体Si等相.亚音速火焰喷涂Al/SiC复合材料中的相是由Al,SiC和少量的Al2O3组成.与等离子喷涂相比,亚音速火焰喷涂Al/SiC复合材料的孔隙率较高,氧化程度较高.此外等离子喷涂Al/SiC复合材料中有一定量纳米尺度的晶粒和颗粒.     

Microstructure and electric properties of Sip/Al composites for electronic packaging applications

Sip/1 199, Sip/4032 and Sip/4019 environment-friendly composites for electronic packaging applications with high volume fraction of Si particles were fabricated by squeeze-casting technology. Effects of microstructure, panicle volume fraction, panicle size, matrix alloy and heat treatment on the electrical properties of composites were discussed, and the electrical conductivity was calculated by theoretical models. It is shown that the Si/Al interfaces are clean and do not have interface reaction products. For the same matrix alloy, the electrical conductivity of composites decreases with increasing the reinforcement volume fraction. As for the same panicle content, the electrical conductivity of composites decreases with increasing the alloying element content of matrix. Panicle size has little effects on the electrical conductivity. Electrical conductivity of composites increases slightly after annealing treatment. The electrical conductivity of composites calculated by P.G model is consistent with the experimental results.     

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。     

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。     

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.     

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。