资源描述：
《新型高硅铝合金电子封装复合材料的研究进展.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、《铝加工》2007年第6期总第178期学术综论新型高硅铝合金电子封装复合材料的研究进展徐高磊,李明茂(江西理工大学江西赣州341000)摘要:微电子集成技术的快速发展对封装材料提出了更高的要求。具有低膨胀系数、轻质化、较高导热率的新型Al-Si复合材料受到了广泛的重视。文章详细介绍了高硅铝合金电子封装材料的性能特点、制备方法以及研究现状,指出了高硅铝合金电子封装材料的发展方向。关键词:Al-Si;合金;复合材料;电子封装;热导率;热膨胀系数中图分类号:TG146,TG13文献标识码:A文章编号:1005-4898(2007)06
2、-0010-04[3]自1958年世界上第一块集成电路问世以来,表1常用电子封装材料及主要性能指标微电子技术的核心及代表———集成电路(IC)技术ρCTETE材料-3-6-1-1/g·m/10·K/W(m﹒K)经历了飞速的发展。在微电子集成电路以及大功率整流器件中,因材料之间热膨胀系数的不匹配而引Si213411150起的热应力以及散热性能不佳而导致的热疲劳成为GaAs51351839微电子电路和器件的主要失效形式。30%左右的芯BeO219617-8250片计算能力受到封装材料的限制,解决该问题的重AIN312631570～2
3、60要手段就是进行合理的封装。此时封装对系统性能[1]的影响已经变得与芯片同样的重要。Mo1012510140理想的电子封装材料必须满足以下几个基本的W1913415174[2]要求:①热膨胀系数(CTE)小,②高的导热率Invar81111913(TE),③轻量化,④其他的封装工艺性能。此外封装材料还应该具备合理的刚度,易加工,易电Kovar81351916镀,易焊接等特性。材料工作者对此进行了大量研W90Cu101710615160～10究,并取得一定成果。Mo90Cu101010710160`2001电子封装材料研究和应用
4、概况材料显示了无可比拟的优异性能。希望其可以满足现代封装的要求。由表2可知,利用硅、铝单质配表1中列出了芯片材料GaAs、Si以及一些常3制的金属基复合材料其密度在213～217g/cm之用电子封装材料相关的主要性能,从表中可知,这-6间,CTE在415～11×10/K之间,TE大于100W﹒些传统的封装材料都存在着一些缺点,以至于无法m-1﹒K-1,因此通过改变硅和铝的不同配比,可以满足现代电子封装要求。获得不同性能的电子封装材料,而且硅和铝在地球近年来,许多研究人员都致力于研究和开发新上的含量十分的丰富,硅粉的制备工艺也十分
5、成的电子封装材料,新型的高硅铝合金电子封装复合熟,价格低。所以高硅铝合金电子封装复合材料有收稿日期:2007-09-26作者简介:徐高磊(1982～),男,河南舞阳人,在读硕士研究生,从事新材料研究与开发。·10·徐高磊,等:新型高硅铝合金电子封装复合材料的研究进展学术综论望成为一种应用前景广阔的电子封装材料,特别是全渗透,制备时间长等缺点。在航天航空、空间技术和便携式电子器件等高技术西北工业大学的研究人员用该法制备了高含量领域。的Al-Si复合材料。工艺为:将含有镁的铝合金基体放入事先制备好的硅颗粒预制件上,然后放入表2硅和铝
6、的主要性能刚玉坩埚中,通入含有N2的可控气体,加热直到性能SiAl合金熔化自发渗入到预制件中,最后获得了Al--3密度/g·cm2.32.7[6]60Si复合材料。杨氏模量G/Pa112.469213粉末冶金法-1比热容/J(kg﹒k)0.7130.905粉末冶金法的主要工艺是使一定比例的铝粉和-6-1热膨胀系数/10·K4.123硅粉以及粘合剂均匀分散,通过干压、注射等方法-1-1热导率/W·m·K148237使粉末混合成型,最后在保护气氛下烧结形成较为致密的材料。该法解决了硅颗粒与铝基体润湿性不2高硅铝合金复合材料的制备方法
7、好,硅颗粒难以加入熔体的问题,并且材料可以一次成形,少切削加工,克服了金属基复合材料难以高硅铝合金复合材料制备方法主要有以下几加工的缺点。但是这种方法工艺复杂,粉末容易氧种:①加压浸渗法;②无压浸渗法;③粉末冶金化,压型不致密,而且硅的含量不能太高,一般认法;④真空热压法;⑤喷射沉积法。结合目前研究为要小于50%。的情况表明:高硅铝合金复合材料的封装性能主要日本住友电器公司用该法生产的Al-40Si材-6取决于其组织结构的致密性和均匀性,选择合适的料的性能为CTE在25℃时为1310×10/K,TE3[7]制备方法是十分重要的。
8、为126W/m·K,密度为2153g/cm。蔡杨等人的211加压浸渗法研究表明:一定配比的粉末、大压制压力、较高的加压浸溶法是通过施加外力使铝金属溶体渗透烧结温度、较长的烧结时间有利于获得内部组分分[8]到硅颗粒的预制体中,促进硅颗粒与液态铝的润布均匀、空隙率低
