无压渗透法制备sicpcu复合材料

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1、摘要集成电路的飞速发展，要求电子封装材料具备高热导率(TC)、低热膨胀系数(CTE)和低密度(p)，同时要求制造成本要低。最近几年，SiCp／Cu因其理论上优异的电子封装性能，备受广大研究者关注，被认为是新一代电子封装材料。目前，无压渗透法被广泛用于制各SiCp／AI，但有关无压渗透制备SiCp／Cu的报道极少，根本原因是SiC与Cu的润湿性极差。本文通过纯Cu在纯SiC预制型中熔渗、纯Cu在含活性元素的SiC预制型中熔渗和Cu合金在纯SiC预制型中熔渗三方面来促进渗透。结合对实验结果的分析，探讨了无压渗透的机制。主要结果如下：(1)．优选SiC颗

2、粒粒径，改进渗透温度、保温时间、预制型成型压力等工艺参数能实现纯Cu对纯SiC预制型的渗透。(2)．SiC预制型中添NUg,Ni、Zn、Si等活性元素没有达到促进渗透的目的，某些预制型被粉化，甚至导致了SiC分解。》(3)．Cu基体添加Sj、AI、Ti等合金元素没能达到理想的促进渗透的目的，其中仅Cu—Si合金实现了对SiC预制型较浅渗透。(4)．经对比分析，得到较好的渗透工艺为：选取50／比mSiC在3MPa成型压力下，戚型，渗透时坩埚中铺较厚SiC铺垫粉层，用纯Cu块在1400℃保温8小时渗透后可得到厚度为1．95mm的渗透层。(5)．对相关试

3、样进行物相分析，表面形貌分析，表面元素分布分析的基础上，探讨了无压渗透的机制，认为本文实验条件下的无压渗透是在毛细管力和负压共同作用下实现。关键词：SiCp／Cu；无压渗透；负压：合金化：活性元素IlAbstractABSTRACTWiththerapiddevelopmentofintegratedcircuits，theElectronicPackagingMaterialswithhighthermalconductivity(TC)、lowcoefficientsofthermalexpansion(CTE)、smalldensityand

4、lowmanufacturingcostwerefavoredbytheresearchers．Inrecentyears，SiCp／Cucompositeswereconsideredasanewgenerationofelectronicpackagingmaterialsbecauseoftheoreticallyexcellentproperties．Atpresent，thepressurelessinfiltrationprocesshasbeenusedtoprepareSiCp／A1extensively，butthereweref

5、ewreportsonSiCp／Cubypressurelessinfiltration．ThebadwettabilitybetweenCuandSiCwasthefundamentalreasonofgettingSiCp／Cucomposites．Inthispaper，threedifferentmannersofinfiltrationweretakeninordertomaketheinfiltrationmoreeasily，namelytheinfiltrationofpureCutopureSiCperform、pureCutoS

6、iCperformwiththeadditionofactiveelementsandCualloystopureSiCperform．Theresultsofinfiltrationwereanalyzedandtheinfiltrationmechanismwasdisscussed．Theresultsshowthat：(1)．WiththeoptimizationofSiCdiameter、formingpressure、infiltrationtemperatureandholdingtimeandSOon，theinfiltration

7、ofpureCutopureSiCperformwerereceived．(2)．TheimprovementofinfiltrationWasnotachievedbytheadditionofMg、Ni、Zn、SitoSiCperform．SomeactiveelementsledtothepulverizationofSiCperform，andwhatworsethedecompositionofSiCoccurred．(3)．ThedesirableinfiltrationWasnotcometurebyaddingalloyingele

8、mentsMg、Ni、Zn、SitoCumatrix，theweakinfiltrationwashappenedbyCu