sicp_al复合材料在电子封装应用中的基础研究

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1、第6期电子元件与材料Vol.22No.62003年6月ELECTRONICCOMPONENTS&MATERIALSJun.2003研究与试制R&DSiCp/Al复合材料在电子封装应用中的基础研究武高辉，张强，姜龙涛，陈国钦，修子扬（哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，黑龙江哈尔滨150001）摘要:采用挤压铸造方法，制备了高体积分数的SiC增强铝基复合材料。经扫描电镜分析，复合材料颗粒分布均匀，–6–1材料组织致密。通过改变铝合金成分与SiC含量，SiCp/Al复合材料材料热膨胀系数介于（6.9~9.7）´

2、10℃之间可调，热导率大于120W/（m·℃），材料的比强度、比模量高。对材料表面涂覆性能进行了可行性研究，得到了实用的Ni和Cu镀层。关键词:碳化硅；铝基复合材料；电子封装中图分类号:TB331文献标识码:A文章编号:1001-2028（2003）06-0027-03FundamentalStudyofSiCp/AlCompositesinElectronicPackagingApplicationsWUGao-hui,ZHANGQiang,JIANGLong-tao,CHENGuo-qin,XIUZi

3、-yang(Schoolofmaterialsscienceandengineering,HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001,China)Abstract:Aluminummatrixcompositeshavefoundanapplicationinelectronicpackageandthermalmanagementbecauseoftheirlight-weight,highthermalconductivity,compatiblecoeffici

4、entofthermalexpansion(CTE)withchipsorsubstrates,andenhancedspecificmodulus.Inthisstudy,aluminummatrixcompositesreinforcedwithlargecontentofSiCparticleswerefabricatedbysqueeze-castingtechnology.TheresultsshowthatthecompositesaredenseandSiCparticles-6–1dist

5、ributeduniformly.ThelinearCTEofSiCp/Alcompositesliesbetween(6.9~9.7)´10℃,thethermalconductivityislargerthan120W/(m·℃),andthecompositesexhibitsahighspecificstrengthandspecificmodulus.Theplatingcharacteristicsareinvestigatedtounderstanditsfeasibilityinelect

6、ronicpackaging,andpracticalnickelorcopperlayerisestablishedsuccessfullyonthecomposite.Keywords:SiC;aluminummatrixcomposites;electronicpackage电子封装材料要求具有导热性能好，热膨胀系数表1常用电子封装材料的基本性能Tab.1Conventionalelectronicpackagingmaterialsandtheirproperties与半导体或陶瓷基片材料相匹配，

7、密度低，力学强度热膨胀弹性*密度热导率比模量高等性能[1~3]。传统的封装材料及其基本性能如表1材料g/cm3系数W/(m·℃)模量–310–6℃–1GPaGPa/(g·cm)所示[4~6]。其中，具有高热导率的Cu和Al，一般可用Cu8.9617.839811713.1Al(1100)2.7123.62226925.5作功率器件的底座或热沉，由于其膨胀系数较大，与Kovar8.15.211~1715018.5陶瓷基片的热匹配性能差，将引起器件整体的可靠性W19.34.517040621Mo10.25.0

8、14032031.4降低；Kovar合金的膨胀系数较小，并具有良好的焊W-Cuw(Cu)为15.7~17.06.5~8.3180~20036721.6~23.4接性能，但是热导率低，且密度较大；Mo、W、W-Cu10%~20%和Mo-Cu材料的热膨胀系数和热导率都较合适，但是Mo-Cuw(Cu)为107~8150~17031331.3密度较大、可焊性差；Be-BeO复合材料性能优异，15%~20%Be-BeO但是有剧毒，价格昂