电子封装钨铜合金薄板致密化行为研究

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1、上海大学硕士学位论文摘要高致密度的钨铜合金薄板作为封装基板材料具有导热系数高、膨胀系数低、力学性能良好等优点，可以解决由芯片功率增加、封装微型化带来的过热问题。本研究以常规工业级钨粉和铜粉作为原料，通过粉轧制坯、连续液相烧结、冷轧变形和复烧制备出全理论密度的钨铜(W-15Cu)合金薄板，并对各工艺环节材料的致密化过程、显微组织结构和性能变化进行分析和研究。具体表现为：1、烧结致密化研究：钨铜合金薄板坯烧结致密化机理与非晶体粘性流动烧结理论相吻合，该理论可解释钨铜合金低中温烧结的动力学特征。连续液相烧结工艺有利于钨铜合金薄板烧结致密

2、化，其致密化过程是通过生坯中的孔隙沿推舟方向反向迁移实现的。2、冷轧变形致密化研究：钨铜合金薄板材(RD=91％)具有较好的冷轧塑性变形能力，其变形量可达到65％以上，且冷变形后试样密度与理论值16．49／cm3接近，打破了传统上认为高钨含量钨铜合金无法进行冷轧变形的观点。钨铜合金薄板冷轧变形机制包括：孔隙受压应力变形为孔隙缝、铜相变形伴随钨颗粒转动和相对滑移、钨颗粒拉伸为长带状。在冷轧致密化过程中团聚的钨颗粒被裂解，铜相被挤入钨颗粒之间，使钨铜合金组织均匀化。3、复烧致密化研究：为了消除冷轧变形后钨铜合金薄板的内部缺陷，对其进行

3、复烧处理。复烧后材料内部缺陷消失，拉长的钨颗粒发生再结晶，使钨铜合金两相组织分布更加均匀，改善了材料的热性能参数。本研究制备出密度为16．49／cm3、厚度为0．2mm、导热系数为196．3Wm_1K一、膨胀系数为5．60x106／'(21拘钨铜附15Cu)合金薄板，其优异性能满足了电子封装材料的要求。关键词：钨铜合金致密化烧结冷轧变形导热系数膨胀系数上海大学硕士学位论文ABSTRACTW-Cualloysheetswitll11i曲densityhavecharacteristicsofhighthemnalconductivi

4、tyandlowcoefficientofexpansion，whichcansolveoverheatingbroughtbylargepowerdeviceandmicrominiaturizationinelectronicpackaging．CommercialmetalpowderswereusedasdirectmaterialsinⅡliSresearch．W-15Cusheetswiththeoreticaldensitywassynthesizedbytheprocesses：powerrolling,conti

5、nuingliquidphasesintering,coldrollingdeformationandresintering．Densificationbehavior,changeinmicrostructureandperformancecomparisonatdifferentstagesWasstudiedintegrallty．Theresultshowthat：1．Densificationinsinteringprocess．Theprincipalfactorofsinteringdensificat-ionWas

6、thewettingpropertybetweentungstenandcopper,andtheliquidphasesinteringprincipleof肛白alloyatlow-mediumtemperatureWasexplainedbythenoncrytalviscousflowsinteringtheoryfromthepointofdynamics．ThedensificationbehaviorWasrealizedbythepore’Smigrationalonganti—drivingduringthepr

7、ocessofcontinuingliquidphasesintering．2．Densificationincold-rollingprocess．W—Cualloysheetswithhighsinteringdensityhasgoodplasticcolddeformation，andthereductionratiocouldreachaboveof65％，itWasdifferentwitlltradition．ThecoldrollingprocessWasconsideredasfollowsteps：Firstl

8、y,poreswerecolsedandCu-phaseWaSdeformedbynormalstress，samples’densitywereexplosivegrowth．Secondly,intraerystallinedeformatio