无压浸渗制备双尺寸颗粒sicpal电子封装材料的研究

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1、西北工业大学工学硕士学位论文摘要SiCp/AI复合材料具有高导热、低膨胀、高模量、低密度等优异的综合性能.在电子封装领域具有广阔的应用前景。双尺寸Sic颗粒可有效降低复合材料的热膨胀系数，无压浸渗技术具有成本低、工艺简便等优点，因此本文对双尺寸颖粒Al/SiC复合材料的无压浸渗进行了研究，主要包括双尺寸sic颗粒预制型的制备，铝合金液在预制型中的无压浸渗动力学和双尺寸颗粒AUSiC复合材料的显微组织及界面，主要结论如下:在Sum和50um双尺寸颗粒配比的情况下，预制型的体积分数随颗粒配比的不同可从52%到71%之间进行调

2、节。加压过程中压力过大或加压速度过快将会降低预制型的性能。烧结过程过快的升温降温将会使预制型出现形变及微裂纹。在同样的烧结温度下，细sic颗粒与粗sic颗粒的氧化量与表面积近似成正比，细sic颗粒与sic粗颗粒氧化层的厚度近似相等。浸渗孕育期是在颗粒表面发生化学反应润湿的时期，孕育期随浸渗温度的升高和镁含量的增加而缩短。无压浸渗受化学过程和物理过程共同控制，化学过程是发生无压浸渗的先决条件，而物理过程控制着浸渗速度的快慢。浸渗速度随温度的升高和镁含量的增加而加快。利用达西定律及一些基本的假设推导出一个浸渗距离与浸渗时间关

3、系的表达式。提出了铝合金液在双尺寸颗粒预制型中的宏观浸渗与微观浸渗模型，并用合金液浸渗预制型的驱替机理和耗散机理进行了解释。采用SEM和X射线衍射等对复合材料的显微组织、界面产物和断口形貌进行了分析，结果表明:sic颗粒与A1结合良好，复合材料中孔隙较少，复合材料的致密度随增强体体积分数的增加而减小;复合材料的界面属典型的化学结合界面，界面产物主要为Mg0和MgA1204，基体中Mg含量越多，界面处Mg0的相对含量就越多;当高温高镁含量导致的强结合界面时，复合材料的主要破坏机制为基体断裂，当复合材料中粗颗粒含量增加或者粗

4、颗粒本身的缺陷增多时，粗颗粒的断裂将成为重要的复合材料破坏机制。当由于制备工艺或后期损伤导致弱结合界面时，界面破坏为主要的复合材料破坏机制。关键词:电子封装;Al/SiC复合材料;无压浸渗;浸渗动力学;显微组织界面;摘要AbstractSiliconcarbidereinforcedaluminumcompositeshavegreatpotentialapplicationsinelectronicpackagingbecauseofitshighthermalconductivity(TC),highstrength

5、,lowcoeficientofthermalexpansion(CTE)andlowdensity.TheSiCparticleswithbimodaldistributioncandecreaseCTEofthecomposite,andthepressurelessinfiltrationprocessinghastheadvantageoflowcostandsimpleoperation,thusAl/SiCcompositeswiththebimodalsizedistributionwerestudiedi

6、nthearticle,includingthepreparationofthepreformwithbimodalSiCparticlesizedistribution,thepressurelessinfiltrationkineticsofthealuminiumalloy,themicrostructureofAl/SiCpreformwithbimodalsizeparticledistribution.Theconclusionsareshownbelow:WhenthepreformcomposedofSi

7、Cparticleswith51rmand501xm,theparticlevolumefractioncanchangefrom52%to71%withthediferentparticleproportion.High-pressurecouldcausetheparticleofpreformcrackandthendamagethepreformproperties.Changingtemperaturesquicklywillinducemicrocracksinperform.Atthesamesinteri

8、ngcondition,theoxidationquantityisdirectlyproportiontothepreformsurfacearea,andthethicknessoftheoxidelayerinthefineandcoarseparticlearesimilar.Theincubationper