電子封裝用SiCp-Al復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、高體積分數(shù) SiCp/Al復(fù)合材料具有高導(dǎo)熱、低膨脹、低密度以及較好的力學(xué)性能等優(yōu)點，在微波集成電路、功率模塊和微處理蓋板等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前，高體積分數(shù) SiCp/Al復(fù)合材料加工困難，因此開發(fā)一種能夠近凈成形結(jié)構(gòu)復(fù)雜復(fù)合材料構(gòu)件的方法成為這一領(lǐng)域研究的熱點。
　　本文采用結(jié)合了粉末冶金與觸變成形技術(shù)優(yōu)點的粉末觸變成形的方法制備高體積分數(shù)的 SiCp/Al復(fù)合材料，系統(tǒng)地研究了 SiCp/Al復(fù)合材料的粉末觸變成形工藝、力學(xué)

2、性能、熱物理性，分析了不同的工藝條件和成分對復(fù)合材料的力學(xué)性能和熱物理性能的影響規(guī)律。
　　主要實驗內(nèi)容是將 SiC顆粒進行預(yù)處理來改善陶瓷顆粒與金屬基體之間的潤濕性；將粉末進行混合、冷壓和熱壓，制備出不同體積分數(shù)的復(fù)合材料，研究制備工藝參數(shù)（顆粒粒度組合、粉末球磨工藝、冷壓工藝、熱壓溫度、重熔保溫時間）及其對復(fù)合材料微觀組織的影響；最后對復(fù)合材料的致密度、力學(xué)性能、熱導(dǎo)率和熱膨脹系數(shù)進行檢測，研究不同因素（包括 SiC顆粒的粒度

3、組合、熱壓溫度以及 SiC顆粒的不同體積分數(shù)）對其影響規(guī)律。
　　研究表明，經(jīng)過除雜、高溫氧化等預(yù)處理后的 SiC顆粒能夠提高 SiC/Al界面潤濕性，促進界面結(jié)合，顯著提高了復(fù)合材料的綜合性能。Al合金中的 Si元素有抑制有害相 Al4C3的生成，提高潤濕性的作用。當(dāng)在溫度600℃、保溫時間65min熱壓成形時所制得復(fù)合材料，SiC顆粒分布均勻，無明顯偏析團聚現(xiàn)象，氣孔等缺陷較少，組織致密，復(fù)合材料界面結(jié)合強度高，其斷裂方式為脆