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1、高硅铝合金轻质电子封装材料研究现状及进展本文由446251256贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。高硅铝合金轻质电子封装材料研究现状及进展甘卫平子高硅铝合金轻质电子封装材料研究现状及进展甘卫平陈招科杨伏良,周兆锋中南大学材料科学与工程学院长沙摘要关锐词蛛合比杖了现有电子封装材朴的性能及其在航空航天领城中的应用现状杖详细地阐述了高硅铝合金,、电子封装材料的性能特点制备方法及研究现状指出了高硅铝合金轻质电子封装材料的发展方向,。电子封装轻质高硅铝合金喷射沉积,氏,而,垃,,,而,,前官由于集成电
2、路的集成度迅猛增加导致了芯片发热量急剧,,以及用做基片的刃。一、等陶瓷材料其热膨胀系数。,值处于其之间而具有高导热系数的一‘,和值却高达,会导致不能接受的大的热应。一上升,使得芯片寿命下降据介绍温度每升高,℃,或力而这些热应力正是集成电路和墓板产生脆性裂纹的一个普,徽波电路寿命的缩短就为原来的倍〔,,一们这都是由于在徽遍原因可伐合金,一种一合金和因瓦合金,电子集成电路以及大功率整流器件中材料之间热膨胀系数的不匹配而引起的热应力以及散热性能不佳而导致的热疲劳所引一种一合金的热膨胀系数低与,和、相近但,、这两种材料热导率差密度高刚度低,。、,起的失
3、效、解决该问题的重要手段即是进行合理的封装、作为航空电子封装材料是不适宜的特别是小型电子封装器件密度高热、所谓封装是指支撑和保护半导体芯片和电子电路的基片底板外壳同时还起着辅助散失电路工作中产生的热,集中不易扩散对于封装材料是致命的缺点钥钨、、的作,以及随之发展的钨铜相铜铜因瓦铜铜相铜合金在热传导方、用、。用于封装的材料称为电子封装材料作为理想的电子封装幻面优于可伐合金但其重量比可伐合金大也不适合应用于航空,,材料必须满足以下几个羞本要求,,,,①低的热膨胀系数能与电子封装材料。芯片相匹配以免工作时两者热膨胀系数差异热应力,,轻质电子封装材料在
4、航空航天飞行器领域使用的电子系统中在满足电子封,而使芯片受损②导热性能好能及时将半导体工作产生的大量热量散发出去保护芯片不因温度过高而失效③气密性好能抵御高温高湿腐蚀辐射等有害环境对电子器件的影响,④强、、装材料的其它基本要求的同时轻质低密度是最首要的问题因,。、为每增加飞行器上每,甚至是,重都要付出昂贵的代价,。据统计在,,。度和刚度高对芯片起到支撑和保护的作用⑤良好的加工成型,有效负载的成本高达“,。”英镑对于通讯由此可、、和焊接性能以便于加工成各种复杂的形状和封装⑥性能可,卫星就更要高出,倍实际上是克克计效的状况、靠成本低廉⑦对于应用于航
5、空航天领域及其他便携式电子器,见前面所述的传统电子封装材料像因瓦可伐相铜钨铜及件中的电子封装材料的密度要求尽可能的小以减轻器件的重,相关系列材料由于具有极高的比重都不适宜应用于航空航天,量。‘〕领域。电子封装材料的发展概况常用电子封装材料表列出了芯片材料,、而对于表,中所提到的类轻质低密电子封装材料中氮,,化铝的热膨胀系数与题的热膨胀系数与,,十分相近且氮化铝的刚度和密度较,低使其非常适合用于电子封装然而它也存在不能电镀的问以及一些常用电子封装材,相近也具有良好的热传导性等,,料相关主要性能指标由表可以看出作为芯片用材料的甘卫平,,,和其它优良
6、性能可是这种材料有剧毒不符合现代材料研究中一年生男教投主要从事电子封装材料等方面的研究材料导报对环境友好性的要求因而限制了它的应用,。年月第卷第期而金属基,高硅铝合金封装材料作为轻质电子封装材料才优点突出其表现在一是通过改变合金成分可实现材料物理性能设计二是该类材料是飞行器用质量最轻的金属基电子封装材料兼有优异的综合性能三是可实现低成本要求。复合材料密度小于数为一‘,,,热导率为热膨胀系,,,是较为理想的轻质电子封装材料但其由于,,,,存在加工难度大作为大规格壳体和盖板封装材料难于成形加工后电镀效果不佳且加工成本高因此应用上也受到限制,。表材料
7、常用电子封装材料主要性能指标密度户‘,高硅铝合金电子封装材料制备技术现状由于高硅铝合金硅含量高达,,的热导率热膨胀系数一‘而且随着硅含,,,量的不断增加初晶硅和共晶硅的组织变得愈粗大导致材料韧性塑性更差材料更脆更难于加工成型,,,、。因此如何采用先进、工艺技术加工成型提高和改善硅粒子形态大小和分布以致,最终制作出能满足航空航天用途的综合性能优异的电子封装材料是近年内国内外材料研究者研究的重点,,。目前高硅铝合金工艺制作方法主要有以下几种。门,熔铸法熔炼铸造方法是制造大多数合金材料使用的最广泛的一种、方法其设备简单成本低可实现大批量工业化生产主要
8、有一,,般普通铸造方法和特种铸造如搅拌铸造等方法,、。而对于高硅铝,合金材料其性能在很大程度上与初晶硅共晶硅的尺寸形态有关若其尺寸粗大则所获材料性能就
