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时间:2019-02-06
《无压浸渗法制备βsicpal电子封装材料工艺与性能研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、论文题目:专业:硕士生:指导教师:无压浸渗法制备fl-SiCp/Al电子封装材料工艺与性能研究材料学刘媛媛王晓刚摘要(签名)fl-SiCp/Al复合材料具有高导热、低膨胀、高模量、高化学稳定性、低密度等优异的性能,在电子封装领域具有广阔的应用前景。由于无压浸渗技术具有成本低、工艺简便、便于产业化等优点,常用于制备高体积分数的颗粒增强金属基复合材料,因此本文在常压空气气氛中采用无压浸渗法制各高SiC颗粒体积分数的fl-SiCp/Al电子封装材料。采用50。um、5pm的单颗粒以及两者组成的双颗粒配比法,
2、经冷压成型得到预制体,并通过沸煮法测得体积率,表明双颗粒配比可以有效提高fl-SiCv/Al的体积分数;在30Mpa压力下,对不同粗细颗粒配比的SiC预制体体积率进行测试,结果表明:随着粗颗粒含量的增加SiC体积率先增后降,当粗细颗粒质量比为3:1时SiC体积率可达最大值72%,且届一SiCp/A1电子封装材料的体积分数可以在51%72%之间进行调节。通过对SiC表面进行预处理(高温氧化法和表面涂覆法)、在合金中添加不同质量分数的Mg作为活性剂、在预制体中添加不同质量分数的助渗剂等方法来探索其对Al和
3、SiC的润湿性及浸渗过程的影响。实验表明,高温氧化与表面涂覆硅溶胶均可提高SiC颗粒与熔融铝液之间的润湿性,增加基体合金中的Mg元素含量可以提高浸渗速度并缩短孕育期,研究发现熔融金属液中Mg元素含量的最佳值为6.3%,在预制体中添加15%的助渗剂可以改善浸渗效果。通过扫描电镜能谱分析、XRD相分析,研究界面元素富集状况以及界面反应情况,研究表明fl-SiCp/al电子封装材料主要富集Mg、Si、N元素;∥一sicP/Al电子封装材料界面反应受控于反应时间、反应温度、以及合金中Mg元素的含量。采用机械杠
4、杆仪法测试了复合材料的热膨胀系数。测试表明,SiC体积率66%的fl-SiCP/Al电子封装材料比其他文献o-SiCp/A1电子封装材料具有更低的工程热膨胀系数,30℃~150℃的工程CTE为3.25x10。6.K"1,30"-'500℃的工程CTE为6.11×10。6·K一。且随着SiC颗粒体积率的增加而降低,单颗粒尺寸的伊sicP脚电子封装材料CTE随着SiC颗粒尺寸的减小而减小。而fl-SiCp/Al电子封装材料的热导率随着颗粒尺寸的减小也减小,随着致密度的增大而增大。经过表面处理的增强体为5毗
5、m和舡m的近球形的SiC颗粒、基体为Mg含量6.3%的铝合金的夕一SiCp/A1复合材料具有优良的综合热物理性能:其在30,--.,500。C时的平均热膨胀系数为6.11x10"6"K-I,100。C时热导率为154.2W·m~·K-1,可以满足新一代大功率电子器件电子封装的要求。关键词:电子封装;无压浸渗:热膨胀系数;热导率;复合材料:界面研究类型:应用研究SubjectSpecialtyName:FabricationandProPertiesoffl-SiCp/AiElectronicPacka
6、gingMaterialbyPressurelessInfiltration:MaterialsScience:liuyuanyuanInstructor:WangXiaogangABSTRACT(Signature)Withexcellenthighqualityofhighthermalconductivity,lowexpansion,highmodule,highchemicalstabilityandlowdensity,fl-SiCp/A1compositeenjoysgreatpoten
7、tialofapplicationintherealmofelectronicpackaging.Pressurelessinfiltrationprocessingisuauallyusedinproducingparticlewithhighvolumefractionreinforcedmetalmatrixcompositessincethistechnologyh弱theadvantageoflowcost,simplepracticeandgreatavailabilityofindust
8、rialization.Inthispaper,SiCparticlewithhighvolumefractionElectronicpackagingmeterailsisproducedbybimodaldistributioninnormalairpressure.Maincontentsandconclusionarefollowed:singlegrainsof50/am、5pmanddoublegrainmadebythetwosingleg
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