ain%2fai新型电子封装材料制备及其性能的研究

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4、硼Y1887190本论文经答辩委员会全体委员审查，确认符合合肥工业大学硕士学位论文质量要求。主席：委员：答辩委员会签名：(工作单位、职称)(中科院固体物理研究所、研究员)(合肥工业大学材料学院、教授)(合肥工业大学材料学院、副教授)(合肥工业大学材料学院、副数授)翩：细哦c伽工业大学材料‰煳独创性声明本人卢明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标志和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得金目巴工些厶堂或其他教育机构的学位或证

5、书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签字日期a彳／年彭月磁日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解金E垦』些厶堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部fJ或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅或借阅。本人授权—金蟹1：些厶堂可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索，可以采片j影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用学位论文签字日期学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：签字％l，f岬嘴电话：邮编AIN／AI新型电子封装材料的制备

6、及其性能研究摘要电子封装材料主要应用于保护和支撑电子芯片，还可以将芯片产生的热量传导出去，延长芯片的使用寿命。随着电子器件功率的增大，半导体芯片发热量上升，导致传统电子封装材料难以满足需要。因此研究新型高性能电子封装材料己成为一个重要课题。AlN／Al复合材料具有优良的热学性能和力学性能，在电子封装材料领域有着广泛的应用前景。目前，探求高性能低成本A1N／A1复合材料的制备工艺是其研究的热点之一。与诸多制备工艺相比，熔渗法和粉末冶金法具有工艺简单、成本低等优点。因此，本硕士论文尝试通过熔渗法和粉末冶金法制备来制备AlN／A1复合材料，探索制备高性能低成本电子封装材料的新途径。本

7、论文第三章采用熔渗法制备出A1N／A1复合材料，试验中首先通过压制烧结工艺制备了A1N预烧结坯，然后采用熔渗工艺将A1Si7Mg合金熔体渗入A1N预烧结坯中，获得A1N／A1复合材料。论文第四章采用粉末冶金法制备了A1N／A1复合材料，针对传统的压制烧结工艺难以获得高致密度的AIN／A1复合材料，采用高能球磨、复压复烧来提高A1N／A1复合材料的致密度和性能。实验中采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等分析了A1N／AI复合材料的相组成、显微组织，并对其力学性能和热学性能进行了测试和评价。全文的主要成果包括：(1)通过熔渗工艺制备出了相对密度超过98．5％的A1N／A

8、1复合材料，且在整个制备过程中A1N坯体尺寸变化很小；所获得的A1N／A1复合材料显微组织均匀致密；实验表明A1N／A1复合材料的硬度和强度随A1N含量的增加而提高，导热系数和热膨胀系数则随A1N含量增加有所降低；A1N含量为38％和62％的A1N／A1复合材料的维氏硬度(Hv)分别为203和715、抗弯强度分别为388和492MPa、室温导热系数分别为120和73Wm。1K～，室温至300℃的平均线膨胀系数分别为11．13×10曲和8．6×lO曲K一。实验结果还表明，AlN／Al复合材料的热膨胀系数与A1N含量的关系符合Kerner模型。(2)通过粉末冶金法结合高能球磨、复压

9、复烧工艺制备出了相对密度超过96．5％的A1N／A1复合材料；经过高能球磨的A1N／A1混合粉末两相分布均匀，呈片状结构；AIN／A1复合材料的硬度和抗弯强度随着A1N含量的增加而提高，分别达到了250HV和270MPa以上；随着A1N／A1复合材料中的AlN含量从20wt％增加到40wt％，导热系数和热膨胀系数均分别从187Wm一1K和17．5×10‘6下降到92Wm一1K一1和10．5x10’6K一，实验结果还表明，复压复烧之后的A1N／A1复合材料的热膨胀系数明显减小，预烧结体的热膨胀系数变化规律和混合物模型接近，复压复烧后的A1N／A1复合材料热膨胀系数变化规律也符合K

10、erner模型。关键词：A1N／A1复合材料；熔渗；粉末冶金；力学性能；热学性能HFabricationandpropertiesofnovelAIN／AIelectronicpackagingmaterialsAbstractElectronicpackagingmaterialscannotonlyprotectandsupporttheelectronicchips，butalsoemitheatgeneratedbythechips，andtheyplayakeyroleinprol