CN101604635B - 用振动加速沉降技术制备SiCp/A1电子封装零件的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用振动加速沉降技术制备SiCp/Al电子封装零件的方法,属于电子封装零件制备技术领域。以SiCp/Al复合材料为原料,将熔融SiCp/Al复合材料浇注入成型模具中并保温,采用振动激励加速沉降高温SiCp/Al复合材料熔体中的SiC颗粒到熔体下部,冷却凝固后切割掉位于铸件上部的完全由Al-Si合金构成的部分,制备出体积分数为45~70%的SiCp/Al电子封装零件,所述零件的材料具有高热导率、低热膨胀系数、SiC颗粒分布均匀和高致密度的特点,并且制备过程中工艺和设备简单、制备周期短、能净终成形,有成本低、孔隙率低和材料性能好的优点。
Description
技术领域
本发明属于用于多芯片集成的电子封装零件制备技术领域,特别是提供了用振动加速沉降技术制备SiCp/Al电子封装零件的方法。
背景技术
IC芯片集成度的提高促使电子封装不断的向小型化,轻量化和高密度组装化方向发展,自二十世纪九十年代以来,各种高密度封装技术,如芯片尺寸封装(CSP),多芯片组件(MCM)及单极集成组件(SLIM)等不断涌现,极大的增大了系统单位体积的发热率。因此,研发具有低膨胀、高热导及良好综合性能的新型封装材料显得尤为重要。
SiCp/Al复合材料的热膨胀系数具有可设计性(4~12×10-6/K),并可较好的与基板和芯片材料的热膨胀系数相匹配,其导热系数高(120~220W/m·K),为Kovar合金的10倍,也优于W-Cu合金,并具有高弹性模量以及低密度(分别约为Kovar合金和W-Cu合金的1/2和1/4)等优点。另外碳化硅粉末价格低、来源广、具有优越的性能,而铝是一种常见的、价格低廉的金属材料,熔点低(660℃),密度较小(2.7g/cm3)。因此,SiCp/Al复合材料成了一种具有广阔应用前景的电子封装材料,但由于SiCp/Al复合材料当SiC含量较高时材料的加工成形困难,期待研发出一种工艺稳定,成本较低,材料综合性能良好的制备工艺。
目前,制备SiCp/Al复合材料的方法主要有粉末冶金法(见《材料工程》1997年第5期39~42页,《粉末冶金SiCp/Al复合材料制备工艺对SiCp分布均匀性的影响》,作者樊建中等)、搅拌铸造法(见《现代制造工程》2005第9期5~8页,《颗粒增强金属基复合材料的制备进展》,作者程雪利等)、挤压铸造法(见《复合材料学报》2003第3期70~73页,《挤压铸造法制备可变形SiCP/Al复合材料的组织与性能》,作者程雪利等)、喷射沉积法(见《粉末冶金技术》1997年第3期203~207页,《喷射共沉积SiCp/Al复合材料的组织与力学性能》,作者张丽英等)、无压浸渗法(见《材料工程》2006年第6期13~16页,《无压浸渗法制备不同体积分数及梯度SiCp/Al复合材料》,作者陈续东等)等。而制备高体积分数SiCp/Al电子封装材料的方法主要有粉末冶金法、挤压铸造法和离心铸造法。
粉末冶金法是将两种粉末按照需要的比例混合,将其机械压制成所需封装材料零件形体的预制坯,然后在高温高压条件下烧结成形。该方法工艺过程多,设备复杂,材料中孔洞多,封装性能低。
挤压铸造法是将SiC颗粒用物理和化学方法制备成有一定孔隙率的与所需封装材料零件形体相同的预制坯,将其置入成型模具中,待铝液浇入模具后,将铝液挤入预制坯的孔隙中去。中国专利200510086820.8公开了一种用粉末注射成形/压力熔浸法制备电子封装材料的方法。首先配料、混合,将SiC颗粒与粘结剂的按(55~75)∶(25~45)体积比混合,然后采用挤压连续式混炼法混料,混料后用球磨机研磨,再进行注射成形,对注射成型后得到的坯件进行脱脂处理制得具有足够强度和适当孔隙率的SiC骨架;再将制得的SiC骨架放入模具中,在压力作用下将铝液浸渗入SiC骨架制得SiCp55~75%/Al封装材料。该方法除了过程多,设备复杂,材料中孔洞多外,预制坯的孔隙很难充填完全,因此,成品率低。该法还处在实验研究阶段。
中国发明专利200810237293.X公开了一种运用离心铸造法制备SiCp/Al电子封装零件的方法。以一定体积分数的SiCp/Al复合材料为原料,运用离心铸造法将SiC颗粒偏聚到局部区域制备出高体积分数SiCp/Al电子封装零件。该方法先解决颗粒与合金的润湿,再实现颗粒的高体积分布,可以极大的改善产品性能,但由于离心加速度沿离心力方向逐渐变化,容易造成运用该方法制备的电子封装零件中的SiC颗粒在离心力方向的分布出现差异,进而造成材料性质沿离心力方向发生变化。
对于重力方向的颗粒沉降而言,在重力方向具有恒定的重力加速度,且沿垂直方向的振动激励可以促进两相流体中密度较大的一相沉降和改善分布状态,因此,采用振动激励加速沉降技术可以实现SiCp/Al复合材料熔融浆料中SiC颗粒的沉降,制备SiCp/Al电子封装零件具有更好的技术优势。
发明内容
本发明的目的在于提供用振动加速沉降技术制备SiCp/Al电子封装零件的方法。以SiCp/Al复合材料为原料,将熔融SiCp/Al复合材料浇注入成型模具中并保温,采用振动激励加速沉降高温SiCp/Al复合材料熔体中的SiC颗粒到熔体下部,冷却凝固后切割掉位于铸件上部完全由Al-Si合金构成的部分,制备出体积分数为45~70%的SiCp/Al电子封装零件,所述零件的材料具有高热导率、低热膨胀系数、SiC颗粒分布均匀和高致密度的特点,并且制备过程中工艺和设备简单、制备周期短、能净终成形,有成本低、孔隙率低和材料性能好的优点。
实现本发明步骤的过程为:
1)材料配制:
选择粒径为5~150μm的SiC颗粒,铝合金为Al-Si系合金,SiC颗粒与Al-Si基体合金按照(15~35)∶(65~85)的体积分数比例关系备料。制备SiC颗粒体积分数45%左右的SiCp/Al复合材料零件时,可以选择其中某一种粒径等级的SiC颗粒;当需要获得更高体积分数的SiCp/Al复合材料时,需要合理搭配不同粒径等级的SiC颗粒,以保证小粒径颗粒可以填补在大粒径颗粒之间的间隙中,以提高SiC颗粒在复合材料中所占体积分数;
2)SiCp/Al复合材料制备:运用搅拌铸造法制备出SiCp/Al复合材料浆料;
3)将制备好的SiCp/Al复合材料加热到650-750℃;
4)将封装零件成型模具加热到620~720℃;
5)高温振动沉降。在振动频率为20~40HZ、振幅为3mm的条件下,振动20~30分钟,将加热到650-750℃的SiCp/Al复合材料浇注入加热到620~720℃的成形模具中,保持恒定的模具温度,熔融复合材料中的SiC颗粒在振动力场作用下发生偏聚,聚集到成形模具底部。
6)获取铸件。待复合材料凝固冷却后脱模,得到高体积分数SiCp/Al复合材料部分和Al合金部分构成的铸件;
7)零件制备。待铸件冷却至室温后去除铸件中Al合金部分;
8)精加工。对所得到的铸件中高体积分数SiCp/Al复合材料部分进行精加工,得到封装零件。
本发明的有益效果在于:
1.能够制备出SiC颗粒体积含量为45~70%的SiCp/Al电子封装材料,其导热率为180~215W/m·K、热膨胀系数为(10.5~6.2)×10-6/K、密度为2.9~3.10g/cm3,孔隙率低于1%,与离心铸造制备SiCp/Al电子封装零件相比,所获得的SiCp/Al复合材料中SiC颗粒沿沉降方向均匀分布。SiCp/Al电子封装零件可以在多芯片、大功率集成电路和气密性封装上得到应用。
2.本发明的工艺主要在振动激励作用下沿重力方向偏聚SiCp/Al复合材料熔融浆料中SiC颗粒制备而成,因此工艺过程和成形设备比SiCp粉末/铝粉末压制/烧结法和SiCp粉末预制坯/铝液挤压铸造法简单、生产周期短、效率高、成本低,较离心铸造法制备SiCp/Al电子封装零件更容易控制。
3.本发明的熔融SiCp/Al复合材料流动性能好,在振动激励作用下的材料成形性能好,通过成型模具,可以直接铸造出SiCp/Al电子封装零件,实现零件的净终成形,减少后续机械加工成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1是电子封装零件成形工艺图;
图2是封装零件成形装置图;
图3是铸件示意图。
图中,1为振动装置,2为模具支撑、升降机构,3为成型模具(1),4为成型模具(2),5为模具盖板,6为加热保温设备,7为保护气通气装置,8为热电偶,9为控温装置,10为铝-硅合金部分,11为电子封装零件,12为切割面,13为封装零件上导线引出孔。
具体实施方式
参见图1、图2和图3。本发明所述制备SiCp/Al电子封装零件的方法步骤如下:
①选用SiC颗粒与Al-Si系合金,SiC颗粒与Al-Si合金按(15~35)∶(65~85)的体积比配比;②用搅拌铸造法制备出具有均匀分布SiC颗粒的SiCp/Al复合材料浆料,③在加热炉中将SiCp/Al复合材料加热到650~750℃;④安装好成型模具,预热成型模具温度到620~720℃;⑤将熔融的SiCp/Al复合材料浆料浇注到预热的模具型腔内并保温,调整振动装置沿重力方向的振动频率为20~40HZ,振幅为3mm,振动时间为20~30分钟,SiCp/Al复合材料中的SiC颗粒沉降到模具底部区域,铸造出由SiC体积分数为45~70%的SiCp/Al复合材料部分和Al-Si合金部分构成的铸件;⑥冷却、凝固、脱模;⑦降至室温后沿切割面12去除铸件的Al-Si合金部分10;⑧精加工SiC体积分数为40~75%的SiCp/Al复合材料部分,即得封装零件。所述封装零件11上设置有用于集成电路的导线引出孔13。
参见图2,本发明所述模具由成型模具3和4构成的模具,上部由模具盖板5盖住,通过模具支撑和升降机构2固定在加热、保温设备6中,加热、保温设备通过控温装置9进行加热和准确控温,振动发生装置1的振动激励作用在支撑与升降机构2上,模具型腔中通过保护气通气装置7通保护气和放置热电偶8进行测温。
具体实施例如下:
实施例1
原料:SiC颗粒粒径为5~10μm尺度等级的颗粒,Al-Si合金为ZL104合金。SiC颗粒与ZL104合金的体积比为15∶85。
取17.00kgZL104合金和3.56kg的5~10μm SiC颗粒,在电阻炉中熔炼合金并精炼;然后降温至580℃,同时SiC颗粒预热到250~300℃;然后将SiC颗粒添加至降温至580℃的熔体中,用搅拌铸造法(背景技术中已经提到复合材料制备方法包括搅拌铸造法)制备出SiCp/Al复合材料浆料;然后持续搅拌加热到650~680℃;然后预热成型模具温度至620~650℃;再将熔融的复合材料浆料浇注到成形模具型腔内,保持该温度在外加振动频率为20HZ、振幅3mm、振动时间为30分钟的条件下沉降SiC颗粒到铸件下部,待铸件凝固、冷却后脱模取出铸件冷却到室温,然后运用机械切割的方法切除铸件上部的Z1104合金部分,得到SiCpVol.45%/Al电子封装零件,构成零件的材料的导热率为215W/m·K,密度为2.9g/cm3,孔隙率为0.3%,热膨胀系数为10.5×10-6/K。
实施例2
原料:SiC颗粒粒径为10~15μm尺度等级的颗粒,Al-Si合金为ZL101合金。SiC颗粒与ZL101合金的体积比为15∶85。
取17.00kgZL101合金和3.56kg的10~15μm SiC颗粒,在电阻炉中熔炼合金并精炼;然后降温至585℃,同时SiC颗粒预热到250~300℃;然后将SiC颗粒添加至降温至585℃的熔体中,用搅拌铸造法(背景技术中已经提到复合材料制备方法包括搅拌铸造法)制备出SiCp/Al复合材料浆料;然后持续搅拌加热到650~680℃;然后预热成型模具温度至620~650℃;再将熔融的复合材料浆料浇注到成形模具型腔内;保持该温度在外加振动频率为20HZ、振幅3mm、振动时间为30分钟的条件下沉降SiC颗粒到铸件下部;待铸件凝固、冷却后脱模取出铸件冷却到室温,然后运用机械切割的方法切除铸件上部的Z1101合金部分,得到SiCpVol.45%/Al电子封装零件,构成零件的材料的导热率为215W/m·K,密度为2.9g/cm3,孔隙率为0.3%,热膨胀系数为10.5×10-6/K。
实施例3
原料:SiC颗粒粒径为15~20μm尺度等级的颗粒,Al-Si合金为ZL104合金。SiC颗粒与ZL104合金的体积比为15∶85。
取17.00kgZL104合金和3.56kg的15~20μmSiC颗粒,在电阻炉中熔炼合金并精炼;然后降温至580℃,同时SiC颗粒预热到250~300℃;然后将SiC颗粒添加至降温至580℃的熔体中,用搅拌铸造法(背景技术中已经提到复合材料制备方法包括搅拌铸造法)制备出SiCp/Al复合材料浆料;然后持续搅拌加热到650~680℃;然后预热成型模具温度至620~650℃;再将熔融的复合材料浆料浇注到成形模具型腔内,保持该温度在外加振动频率为20HZ、振幅3mm、振动时间为30分钟的条件下沉降SiC颗粒到铸件下部,待铸件凝固、冷却后脱模取出铸件冷却到室温,然后运用机械切割的方法切除铸件上部的Z1104合金部分,得到SiCpVol.45%/Al电子封装零件,构成零件的材料的导热率为215W/m·K,密度为2.9g/cm3,孔隙率为0.3%,热膨胀系数为10.5×10-6/K。
实施例4
原料:SiC颗粒粒径为20~25μm等级的颗粒,Al-Si合金为ZL101合金。SiC颗粒与ZL101合金的体积比为20∶80。
取17.00kgZL101合金和3.56kg的20~25μm SiC颗粒,在电阻炉中熔炼合金并精炼;然后降温至585℃,同时SiC颗粒预热到250~300℃;然后将SiC颗粒添加至降温至585℃的熔体中,用搅拌铸造法(背景技术中已经提到复合材料制备方法包括搅拌铸造法)制备出SiCp/Al复合材料浆料;然后持续搅拌加热到650~680℃;然后预热成型模具温度至620~650℃;再将熔融的复合材料浆料浇注到成形模具型腔内;保持该温度在外加振动频率为20HZ、振幅3mm、振动时间为30分钟的条件下沉降SiC颗粒到铸件下部;待铸件凝固、冷却后脱模取出铸件冷却到室温,然后运用机械切割的方法切除铸件上部的Z1101合金部分,得到SiCpVol.45%/Al电子封装零件,构成零件的材料的导热率为215W/m·K,密度为2.9g/cm3,孔隙率为0.3%,热膨胀系数为10.5×10-6/K。
实施例5
原料:SiC颗粒粒径为25-33μm等级的颗粒,Al-Si合金为ZL105合金。SiC颗粒与ZL105合金的体积比为15∶85。
取17.00kgZL105合金和3.56kg的25-33μm SiC颗粒,在电阻炉中熔炼合金并精炼;然后降温至580℃,同时SiC颗粒预热到250~300℃;然后将SiC颗粒添加至降温至580℃的熔体中,用搅拌铸造法(背景技术中已经提到复合材料制备方法包括搅拌铸造法)制备出SiCp/Al复合材料浆料;然后持续搅拌加热到650~680℃;然后预热成型模具温度至620~650℃;再将熔融的复合材料浆料浇注到成形模具型腔内;保持该温度在外加振动频率为20HZ、振幅为3mm、振动时间为30分钟的条件下沉降SiC颗粒到铸件下部;待铸件凝固、冷却后脱模取出铸件冷却到室温,然后运用机械切割的方法切除铸件上部的Z1105合金部分,得到SiCpVol.45%/Al电子封装零件,构成零件的材料的导热率为215W/m·K,密度为2.9g/cm3,孔隙率为0.3%,热膨胀系数为10.5×10-6/K。
实施例6
原料:SiC颗粒粒径为33~47μm等级的颗粒,Al-Si合金为ZL106合金。SiC颗粒与ZL106合金的体积比为15∶85。
取17.00kgZL106合金和3.56kg的33~47μm SiC颗粒,在电阻炉中熔炼合金并精炼;然后降温至585℃,同时SiC颗粒预热到250~300℃;然后将SiC颗粒添加至降温至585℃的熔体中,用搅拌铸造法(背景技术中已经提到复合材料制备方法包括搅拌铸造法)制备出SiCp/Al复合材料浆料;然后持续搅拌加热到650~680℃;然后预热成型模具温度至620~650℃;再将熔融的复合材料浆料浇注到成形模具型腔内;保持该温度在外加振动频率为20HZ、振幅为3mm、振动时间为30分钟的条件下沉降SiC颗粒到铸件下部;待铸件凝固、冷却后脱模取出铸件冷却到室温,然后运用机械切割的方法切除铸件上部的Z1106合金部分,得到SiCpVol.45%/Al电子封装零件,构成零件的材料的导热率为215W/m·K,密度为2.9g/cm3,孔隙率为0.3%,热膨胀系数为10.5×10-6/K。
实施例7
原料:SiC颗粒粒径为47~53μm等级的颗粒,Al-Si合金为ZL104合金。SiC颗粒与ZL104合金的体积比为15∶85。
取17.00kgZL104合金和3.56kg的47~53μm SiC颗粒,在电阻炉中熔炼合金并精炼;然后降温至580℃,同时SiC颗粒预热到250~300℃;然后将SiC颗粒添加至降温至580℃的熔体中,用搅拌铸造法(背景技术中已经提到复合材料制备方法包括搅拌铸造法)制备出SiCp/Al复合材料浆料;然后持续搅拌加热到650~680℃;然后预热成型模具温度至620~650℃;再将熔融的复合材料浆料浇注到成形模具型腔内;保持该温度在外加振动频率为20HZ、振幅为3mm、振动时间为30分钟的条件下沉降SiC颗粒到铸件下部;待铸件凝固、冷却后脱模取出铸件冷却到室温,然后运用机械切割的方法切除铸件上部的Z1104合金部分,得到SiCpVol.45%/Al电子封装零件,构成零件的材料的导热率为215W/m·K,密度为2.9g/cm3,孔隙率为0.3%,热膨胀系数为10.5×10-6/K。
实施例8
原料:SiC颗粒粒径为15~20μm、25~33μm、53~61μm三种等级的颗粒,按15~20μm∶25~33μm∶53~61μm为1∶2∶3配比,Al-Si合金为ZL109系合金。SiC颗粒与ZL109合金的体积比为15∶85。
取17.00kgZL109合金和3.56kg的SiC颗粒(其中15~20μm为0.60kg,25~33μm为1.18kg,53~61μm为1.78kg),在电阻炉中熔炼合金并精炼;然后降温至585℃,同时SiC颗粒预热到250~300℃;然后将SiC颗粒添加至降温至585℃的熔体中,用搅拌铸造法(背景技术中已经提到复合材料制备方法包括搅拌铸造法)制备出SiCp/Al复合材料浆料;然后持续搅拌加热到650~680℃;然后预热成型模具温度至620~650℃;再将熔融的复合材料浆料浇注到成形模具型腔内;保持该温度在外加振动频率为20HZ、振幅为3mm、振动时间为30分钟的条件下沉降SiC颗粒到铸件下部;待铸件凝固、冷却后脱模取出铸件冷却到室温,然后运用机械切割的方法切除铸件上部的Z1109合金部分,得到SiCpVol.45%/Al电子封装零件,构成零件的材料的导热率为215W/m·K,密度为2.9g/cm3,孔隙率为0.4%,热膨胀系数为10.5×10-6/K。
实施例9
原料:SiC颗粒粒径为20~25μm、33~47μm、74~83μm三种等级的颗粒,按20~25μm∶33~47μm∶74~83μm为1∶1∶2配比,Al-Si合金为ZL112Y合金。SiC颗粒与ZL112Y合金的体积比为15∶85。
取17.00kgZL112Y合金和3.56kg的SiC颗粒(其中20~25μm为0.89kg,33~47μm为0.89kg,74~83μm为1.78kg),在电阻炉中熔炼合金并精炼;然后降温至580℃,同时SiC颗粒预热到250~300℃;然后将SiC颗粒添加至降温至580℃的熔体中,用搅拌铸造法(背景技术中已经提到复合材料制备方法包括搅拌铸造法)制备出SiCp/Al复合材料浆料;然后持续搅拌加热到650~680℃;然后预热成型模具温度至620~650℃;再将熔融的复合材料浆料浇注到成形模具型腔内;保持该温度在外加振动频率为20HZ、振幅为3mm、振动时间为30分钟的条件下沉降SiC颗粒到铸件下部;待铸件凝固、冷却后脱模取出铸件冷却到室温,然后运用机械切割的方法切除铸件上部的Z1112Y合金部分,得到SiCpVol.45%/Al电子封装零件,构成零件的材料的导热率为215W/m·K,密度为2.9g/cm3,孔隙率为0.4%,热膨胀系数为10.5×10-6/K。
实施例10
原料:SiC颗粒粒径为20~25μm、47~53μm、74~83μm三种等级的颗粒,按20~25μm∶47~53μm∶74~83μm为1∶1∶3配比,Al-Si合金为ZL114合金。SiC颗粒与ZL114合金的体积比为15∶85。
取17.00kgZL114合金和3.56kg的SiC颗粒(其中20~25μm为0.71kg,47~53μm为0.71kg,74~83μm为2.14kg),在电阻炉中熔炼合金并精炼;然后降温至585℃,同时SiC颗粒预热到250~300℃;然后将SiC颗粒添加至降温至585℃的熔体中,用搅拌铸造法(背景技术中已经提到复合材料制备方法包括搅拌铸造法)制备出SiCp/Al复合材料浆料;然后持续搅拌加热到650~680℃;然后预热成型模具温度至620~650℃;再将熔融的复合材料浆料浇注到成形模具型腔内;保持该温度在外加振动频率为20HZ、振幅为3mm、振动时间为30分钟的条件下沉降SiC颗粒到铸件下部;待铸件凝固、冷却后脱模取出铸件冷却到室温,然后运用机械切割的方法切除铸件上部的ZL114合金部分,得到SiCpVol.45%/Al电子封装零件,构成零件的材料的导热率为215W/m·K,密度为2.9g/cm3,孔隙率为0.4%,热膨胀系数为10.5×10-6/K。
实施例11
原料:SiC颗粒粒径为15~20μm、25~33μm、74~83μm三种等级的颗粒,按15~20μm∶25~33μm∶74~83μm为1∶1∶2配比,Al-Si合金为ZL104合金。SiC颗粒与ZL104合金的体积比为20∶80。
取17.00kg ZL104合金和5.00kg的SiC颗粒(其中15~20μm为1.25kg,25~33μm为1.25kg,74~83μm为2.50kg),在电阻炉中熔炼合金并精炼;然后降温至585℃,同时SiC颗粒预热到250~300℃;然后将SiC颗粒添加至降温至585℃的熔体中,用搅拌铸造法(背景技术中已经提到复合材料制备方法包括搅拌铸造法)制备出SiCp/Al复合材料浆料;然后持续搅拌加热到680~710℃;然后预热成型模具温度至650~680℃;再将熔融的复合材料浆料浇注到成形模具型腔内;保持该温度在外加振动频率为30HZ、振幅为3mm、振动时间为25分钟的条件下沉降SiC颗粒到铸件下部;待铸件凝固、冷却后脱模取出铸件冷却到室温,然后运用机械切割的方法切除铸件上部的ZL104合金部分,得到SiCpVol.55%/Al电子封装零件,构成零件的材料的导热率为215W/m·K,密度为2.95g/cm3,孔隙率为0.45%,热膨胀系数为7.9×10-6/K。
实施例12
原料:SiC颗粒粒径为20~25μm、47~53μm、74~83μm三种的颗粒,按20~25μm∶47~53μm∶74~83μm为1∶2∶1配比,Al-Si合金为ZL109合金。SiC颗粒与ZL109合金的体积比为25∶75。
取17.00kg ZL109合金和6.72kg的SiC颗粒(其中20~25μm为1.68kg,47~53μm为3.26kg,74~83μm为1.68kg),在电阻炉中熔炼合金并精炼;然后降温至585℃,同时SiC颗粒预热到250~300℃;然后将SiC颗粒添加至降温至585℃的熔体中,用搅拌铸造法(背景技术中已经提到复合材料制备方法包括搅拌铸造法)制备出SiCp/Al复合材料浆料;然后持续搅拌加热到720~750℃;然后预热成型模具温度至700~720℃;再将熔融的复合材料浆料浇注到成形模具型腔内;保持该温度在外加振动频率为30HZ、振幅为3mm、振动时间为25分钟的条件下沉降SiC颗粒到铸件下部;待铸件凝固、冷却后脱模取出铸件冷却到室温,然后运用机械切割的方法切除铸件上部的ZL109合金部分,得到SiCpVol.60%/Al电子封装零件,构成零件的材料的导热率为200W/m·K,密度为3.0g/cm3,孔隙率为0.5%,热膨胀系数为7.0×10-6/K。
实施例13
原料:SiC颗粒粒径为25~33μm、53~61μm、74~83μm三种等级的颗粒按1∶2∶3配比,Al-Si合金为ZL104合金。SiC颗粒与ZL104合金的体积比为25∶75。
取17.00kg ZL104合金和6.72kg的SiC颗粒(其中25~33μm为1.12kg,53~61μm为1.24kg,74~83μm为3.36kg),在电阻炉中熔炼合金并精炼;然后降温至580℃,同时SiC颗粒预热到250~300℃;然后将SiC颗粒添加至降温至580℃的熔体中,用搅拌铸造法(背景技术中已经提到复合材料制备方法包括搅拌铸造法)制备出SiCp/Al复合材料浆料;然后持续搅拌加热到730~750℃;然后预热成型模具温度至700~720℃;再将熔融的复合材料浆料浇注到成形模具型腔内;保持该温度在外加振动频率为30HZ、振幅为3mm、振动时间为25分钟的条件下沉降SiC颗粒到熔体下部;待铸件凝固、冷却后脱模取出铸件冷却到室温,然后运用机械切割的方法切除铸件上部的ZL104合金部分,得到SiCpVol.60%/Al电子封装零件,构成零件的材料的导热率为200W/m·K,密度为3.0g/cm3,孔隙率为0.5%,热膨胀系数为7.0×10-6/K。
实施例14
原料:SiC颗粒粒径为20~25μm、61~74μm、83~150μm三种等级的颗粒,按20~25μm∶61~74μm;83~150μm为1∶2∶1配比,Al-Si合金为ZL101合金。SiC颗粒与ZL101合金的体积比为25∶75。
取17.00kg ZL101合金和6.72kg的SiC颗粒(其中20~25μm为1.12kg,61~74μm为1.24kg,83~150μm为3.36kg),在电阻炉中熔炼合金并精炼;然后降温至580℃,同时SiC颗粒预热到250~300℃;然后将SiC颗粒添加至降温至580℃的熔体中,用搅拌铸造法(背景技术中已经提到复合材料制备方法包括搅拌铸造法)制备出SiCp/Al复合材料浆料;然后持续搅拌加热到730~750℃;然后预热成型模具温度至700~720℃;再将熔融的复合材料浆料浇注到成形模具型腔内;保持该温度在外加振动频率为30HZ、振幅为3mm、振动时间为25分钟的条件下沉降SiC颗粒到熔体下部;待铸件凝固、冷却后脱模取出铸件冷却到室温,然后运用机械切割的方法切除铸件上部的ZL101合金部分,得到SiCpVol.60%/Al电子封装零件,构成零件的材料的导热率为200W/m·K,密度为3.0g/cm3,孔隙率为0.5%,热膨胀系数为7.0×10-6/K。
实施例15
SiC颗粒粒径为25~33μm、47~53μm、83~150μm三种等级的颗粒,按25~33μm∶47~53μm∶83~150μm为1∶1∶2配比,Al-Si合金为ZL109合金。SiC颗粒与ZL109合金的体积比为30∶70。
取17.00kg ZL109合金和8.63kg的SiC颗粒(其中25~33μm为2.16kg,47~53μm为2.16kg,83~150μm为4.31kg),在电阻炉中熔炼合金并精炼;然后降温至580℃,同时SiC颗粒预热到250~300℃;然后将SiC颗粒添加至降温至580℃的熔体中,用搅拌铸造法(背景技术中已经提到复合材料制备方法包括搅拌铸造法)制备出SiCp/Al复合材料浆料;然后持续搅拌加热到730~750℃;然后预热成型模具温度至700~720℃;再将熔融的复合材料浆料浇注到成形模具型腔内;保持该温度在外加振动频率为30HZ、振幅为3mm、振动时间为25分钟的条件下沉降SiC颗粒到熔体下部;待铸件凝固、冷却后脱模取出铸件冷却到室温,然后运用机械切割的方法切除铸件上部的ZL109合金部分,得到SiCpVol.65%/Al电子封装零件,构成零件的材料的导热率为190W/m·K,密度为3.05g/cm3,孔隙率为0.6%,热膨胀系数为6.7×10-6/K。
实施例16
SiC颗粒粒径为25~33μm、53~61μm、83~150μm三种等级的颗粒,按25~33μm∶53~61μm∶83~150μm为1∶1∶3配比,Al-Si合金为ZL101合金。SiC颗粒与ZL101合金的体积比为30∶70。
取17.00kg ZL101合金和8.63kg的SiC颗粒(其中25~33μm为1.72kg,53~61μm为1.72kg,83~150μm为5.19kg),在电阻炉中熔炼合金并精炼;然后降温至585℃,同时SiC颗粒预热到250~300℃;然后将SiC颗粒添加至降温至585℃的熔体中,用搅拌铸造法(背景技术中已经提到复合材料制备方法包括搅拌铸造法)制备出SiCp/Al复合材料浆料;然后持续搅拌加热到730~750℃;然后预热成型模具温度至700~720℃;再将熔融的复合材料浆料浇注到成形模具型腔内;保持该温度在外加振动频率为30HZ、振幅为3mm、振动时间为25分钟的条件下沉降SiC颗粒到熔体下部;待铸件凝固、冷却后脱模取出铸件冷却到室温,然后运用机械切割的方法切除铸件上部的ZL101合金部分,得到SiCpVol.65%/Al电子封装零件,构成零件的材料的导热率为190W/m·K,密度为3.05g/cm3,孔隙率为0.6%,热膨胀系数为6.7×10-6/K。
实施例17
SiC颗粒粒径为33~47μm、74~83μm、83~150μm三种等级的颗粒,按33~47μm∶74~83μm∶83~150μm为1∶2∶4配比,Al-Si合金为ZL112Y合金。SiC颗粒与ZL112Y合金的体积比为30∶70。
取17.00kgZL112Y合金和8.63kg的SiC颗粒(其中33~47μm为1.72kg,74~83μm为1.72kg,83~150μm为5.19kg),在电阻炉中熔炼合金并精炼;然后降温至585℃,同时SiC颗粒预热到250~300℃;然后将SiC颗粒添加至降温至585℃的熔体中,用搅拌铸造法(背景技术中已经提到复合材料制备方法包括搅拌铸造法)制备出SiCp/Al复合材料浆料;然后持续搅拌加热到730~750℃;然后预热成型模具温度至700~720℃;再将熔融的复合材料浆料浇注到成形模具型腔内;保持该温度在外加振动频率为30HZ、振幅为3mm、振动时间为25分钟的条件下沉降SiC颗粒到熔体下部;待铸件凝固、冷却后脱模取出铸件冷却到室温,然后运用机械切割的方法切除铸件上部的ZL112Y合金部分,得到SiCpVol.65%/Al电子封装零件,构成零件的材料的导热率为190W/m·K,密度为3.05g/cm3,孔隙率为0.6%,热膨胀系数为6.7×10-6/K。
实施例18
SiC颗粒粒径为10~15μm、47~53μm、83~150μm三种等级的颗粒,按10~15μm∶47~53μm∶83~150μm为1∶2∶5配比,Al-Si合金为ZL109合金。SiC颗粒与ZL109合金的体积比为35∶65。
取17.00kg ZL109合金和10.85kg的SiC颗粒(其中15~20μm为1.36kg,47~53μm为2.71kg,83~150μm为6.8kg),在电阻炉中熔炼合金并精炼;然后降温至585℃,同时SiC颗粒预热到250~300℃;然后将SiC颗粒添加至降温至585℃的熔体中,用搅拌铸造法(背景技术中已经提到复合材料制备方法包括搅拌铸造法)制备出SiCp/Al复合材料浆料;然后持续搅拌加热到730~750℃;然后预热成型模具温度至700~720℃;再将熔融的复合材料浆料浇注到成形模具型腔内;保持该温度在外加振动频率为30HZ、振幅为3mm、振动时间为25分钟的条件下沉降SiC颗粒到熔体下部;待铸件凝固、冷却后脱模取出铸件冷却到室温,然后运用机械切割的方法切除铸件上部的ZL109合金部分,得到SiCpVol.70%/Al电子封装零件,构成零件的材料的导热率为180W/m·K,密度为3.05g/cm3,孔隙率为0.7%,热膨胀系数为6.2×10-6/K。
实施例19
SiC颗粒粒径为15~20μm、47~53μm、83~150μm三种等级的颗粒,按15~20μm∶47~53μm∶83~150μm为1∶2∶3配比,Al-Si合金为ZL109合金。SiC颗粒与ZL109合金的体积比为35∶65。
取17.00kg ZL109合金和10.85kg的SiC颗粒(其中15~20μm为1.81kg,47~53μm为3.61kg,83~150μm为5.43kg),在电阻炉中熔炼合金并精炼;然后降温至585℃,同时SiC颗粒预热到250~300℃;然后将SiC颗粒添加至降温至585℃的熔体中,用搅拌铸造法(背景技术中已经提到复合材料制备方法包括搅拌铸造法)制备出SiCp/Al复合材料浆料;然后持续搅拌加热到730~750℃;然后预热成型模具温度至700~720℃;再将熔融的复合材料浆料浇注到成形模具型腔内;保持该温度在外加振动频率为30HZ、振幅为3mm、振动时间为25分钟的条件下沉降SiC颗粒到熔体下部;待铸件凝固、冷却后脱模取出铸件冷却到室温,然后运用机械切割的方法切除铸件上部的ZL109合金部分,得到SiCpVol.70%/Al电子封装零件,构成零件的材料的导热率为180W/m·K,密度为3.10g/cm3,孔隙率为0.7%,热膨胀系数为6.2×10-6/K。
实施例20
SiC颗粒粒径为20~25μm、47~53μm、83~150μm三种等级的颗粒,按20~25μm∶47~53μm∶83~150μm为1∶2∶3配比,Al-Si合金为ZL104合金。SiC颗粒与ZL104合金的体积比为35∶65。
取17.00kg ZL104合金和10.85kg的SiC颗粒(其中20~25μm为1.81kg,47~53μm为3.61kg,83~150μm为5.43kg),在电阻炉中熔炼合金并精炼;然后降温至585℃,同时SiC颗粒预热到250~300℃;然后将SiC颗粒添加至降温至585℃的熔体中,用搅拌铸造法(背景技术中已经提到复合材料制备方法包括搅拌铸造法)制备出SiCp/Al复合材料浆料;然后持续搅拌加热到730~750℃;然后预热成型模具温度至700~720℃;再将熔融的复合材料浆料浇注到成形模具型腔内;保持该温度在外加振动频率为30HZ、振幅为3mm、振动时间为25分钟的条件下沉降SiC颗粒到熔体下部;待铸件凝固、冷却后脱模取出铸件冷却到室温,然后运用机械切割的方法切除铸件上部的ZL104合金部分,得到SiCpVol.70%/Al电子封装零件,构成零件的材料的导热率为180W/m·K,密度为3.10g/cm3,孔隙率为0.7%,热膨胀系数为6.2×10-6/K。
实施例21
SiC颗粒粒径为10~15μm、53~61μm、83~150μm三种等级的颗粒,按10~15μm∶53~61μm∶83~150μm为1∶2∶3配比,Al-Si合金为ZL104合金。SiC颗粒与ZL104合金的体积比为35∶65。
取17.00kg ZL104合金和10.85kg的SiC颗粒(其中10~15μm为1.81kg,53~61μm为3.61kg,83~150μm为5.43kg),在电阻炉中熔炼合金并精炼;然后降温至580℃,同时SiC颗粒预热到250~300℃;然后将SiC颗粒添加至降温至580℃的熔体中,用搅拌铸造法(背景技术中已经提到复合材料制备方法包括搅拌铸造法)制备出SiCp/Al复合材料浆料;然后持续搅拌加热到730~750℃;然后预热成型模具温度至700~720℃;再将熔融的复合材料浆料浇注到成形模具型腔内;保持该温度在外加振动频率为30HZ、振幅为3mm、振动时间为25分钟的条件下沉降SiC颗粒到熔体下部;待铸件凝固、冷却后脱模取出铸件冷却到室温,然后运用机械切割的方法切除铸件上部的ZL104合金部分,得到SiCpVol.70%/Al电子封装零件,构成零件的材料的导热率为180W/m·K,密度为3.10g/cm3,孔隙率为0.7%,热膨胀系数为6.2×10-6/K。
实施例22
SiC颗粒粒径为10~15μm、61~74μm、83~150μm三种等级的颗粒,按10~15μm∶61~74μm∶83~150μm为1∶2∶4配比,Al-Si合金为ZL104合金。SiC颗粒与ZL104合金的体积比为35∶65。
取17.00kg ZL104合金和10.85kg的SiC颗粒(其中10~15μm为1.81kg,61~74μm为3.61kg,83~150μm为5.43kg),在电阻炉中熔炼合金并精炼;然后降温至585℃,同时SiC颗粒预热到250~300℃;然后将SiC颗粒添加至降温至585℃的熔体中,用搅拌铸造法(背景技术中已经提到复合材料制备方法包括搅拌铸造法)制备出SiCp/Al复合材料浆料;然后持续搅拌加热到730~750℃;然后预热成型模具温度至700~720℃;再将熔融的复合材料浆料浇注到成形模具型腔内;保持该温度在外加振动频率为30HZ、振幅为3mm、振动时间为25分钟的条件下沉降SiC颗粒到熔体下部;待铸件凝固、冷却后脱模取出铸件冷却到室温,然后运用机械切割的方法切除铸件上部的ZL104合金部分,得到SiCpVol.70%/Al电子封装零件,构成零件的材料的导热率为180W/m·K,密度为3.10g/cm3,孔隙率为0.7%,热膨胀系数为6.2×10-6/K。
实施例23
SiC颗粒粒径为20~25μm、61~74μm、83~150μm三种等级的颗粒,按20~25μm∶61~74μm∶83~150μm为1∶2∶4配比,Al-Si合金为ZL101合金。SiC颗粒与ZL101合金的体积比为35∶65。
取17.00kg ZL101合金和10.85kg的SiC颗粒(其中20~25μm为1.55kg,61~74μm为3.11kg,83~150μm为6.20kg),在电阻炉中熔炼合金并精炼;然后降温至580℃,同时SiC颗粒预热到250~300℃;然后将SiC颗粒添加至降温至580℃的熔体中,用搅拌铸造法(背景技术中已经提到复合材料制备方法包括搅拌铸造法)制备出SiCp/Al复合材料浆料;然后持续搅拌加热到730~750℃;然后预热成型模具温度至700~720℃;再将熔融的复合材料浆料浇注到成形模具型腔内;保持该温度在外加振动频率为30HZ、振幅为3mm、振动时间为25分钟的条件下沉降SiC颗粒到熔体下部;待铸件凝固、冷却后脱模取出铸件冷却到室温,然后运用机械切割的方法切除铸件上部的ZL101合金部分,得到SiCpVol.70%/Al电子封装零件,构成零件的材料的导热率为180W/m·K,密度为3.10g/cm3,孔隙率为0.7%,热膨胀系数为6.2×10-6/K。
实施例24
SiC颗粒粒径为10~15μm、83~150μm两种等级的颗粒,按10~15μm∶83~150μm为1∶3配比,Al-Si合金为ZL104合金。SiC颗粒与ZL104合金的体积比为35∶65。
取17.00kg ZL104合金和10.85kg的SiC颗粒(其中10~15μm为2.71kg,61~74μm为8.14kg),在电阻炉中熔炼合金并精炼;然后降温至580℃,同时SiC颗粒预热到250~300℃;然后将SiC颗粒添加至降温至580℃的熔体中,用搅拌铸造法(背景技术中已经提到复合材料制备方法包括搅拌铸造法)制备出SiCp/Al复合材料浆料;然后持续搅拌加热到730~750℃;然后预热成型模具温度至700~720℃;再将熔融的复合材料浆料浇注到成形模具型腔内;保持该温度在外加振动频率为40HZ、振幅为3mm、振动时间为20分钟的条件下沉降SiC颗粒到熔体下部;待铸件凝固、冷却后脱模取出铸件冷却到室温,然后运用机械切割的方法切除铸件上部的ZL104合金部分,得到SiCpVol.70%/Al电子封装零件,构成零件的材料的导热率为180W/m·K,密度为3.10g/cm3,孔隙率为0.7%,热膨胀系数为6.2×10-6/K。
实施例25
SiC颗粒粒径为5~10μm、83~150μm两种等级的颗粒,按10~15μm∶83~150μm为1∶3配比,Al-Si合金为ZL101合金。SiC颗粒与ZL101合金的体积比为35∶65。
取17.00kg ZL101合金和10.85kg的SiC颗粒(其中10~15μm为2.71kg,83~150μm为8.14kg),在电阻炉中熔炼合金并精炼;然后降温至580℃,同时SiC颗粒预热到250~300℃;然后将SiC颗粒添加至降温至580℃的熔体中,用搅拌铸造法(背景技术中已经提到复合材料制备方法包括搅拌铸造法)制备出SiCp/Al复合材料浆料;然后持续搅拌加热到730~750℃;然后预热成型模具温度至700~720℃;再将熔融的复合材料浆料浇注到成形模具型腔内;保持该温度在外加振动频率为40HZ、振幅为3mm、振动时间为20分钟的条件下沉降SiC颗粒到熔体下部;待铸件凝固、冷却后脱模取出铸件冷却到室温,然后运用机械切割的方法切除铸件上部的ZL101合金部分,得到SiCpVol.70%/Al电子封装零件,构成零件的材料的导热率为180W/m·K,密度为3.10g/cm3,孔隙率为0.7%,热膨胀系数为6.2×10-6/K。
实施例26
SiC颗粒粒径为10~15μm、83~150μm两种尺度等级的颗粒,按10~15μm∶83~150μm为3∶1配比,Al-Si合金为ZL109合金。SiC颗粒与ZL109合金的体积比为35∶65。
取17.00kg ZL109合金和10.85kg的SiC颗粒(其中10~15μm为8.14kg,83~150μm为2.71kg),在电阻炉中熔炼合金并精炼;然后降温至580℃,同时SiC颗粒预热到250~300℃;然后将SiC颗粒添加至降温至580℃的熔体中,用搅拌铸造法(背景技术中已经提到复合材料制备方法包括搅拌铸造法)制备出SiCp/Al复合材料浆料;然后持续搅拌加热到730~750℃;然后预热成型模具温度至700~720℃;再将熔融的复合材料浆料浇注到成形模具型腔内;保持该温度在外加振动频率为40HZ、振幅为3mm、振动时间为20分钟的条件下沉降SiC颗粒到熔体下部;待铸件凝固、冷却后脱模取出铸件冷却到室温,然后运用机械切割的方法切除铸件上部的ZL109合金部分,得到SiCpVol.70%/Al电子封装零件,构成零件的材料的导热率为180W/m·K,密度为3.10g/cm3,孔隙率为0.7%,热膨胀系数为6.2×10-6/K。
实施例27
SiC颗粒粒径为5~10μm、83~150μm两种尺度等级的颗粒,按5~10μm∶83~150μm为3∶1配比,Al-Si合金为ZL109合金。SiC颗粒与ZL109合金的体积比为35∶65。
取17.00kg ZL109合金和10.85kg的SiC颗粒(其中5~10μm为8.14kg,83~150μm为2.71kg),在电阻炉中熔炼合金并精炼;然后降温至580℃,同时SiC颗粒预热到250~300℃;然后将SiC颗粒添加至降温至580℃的熔体中,用搅拌铸造法(背景技术中已经提到复合材料制备方法包括搅拌铸造法)制备出SiCp/Al复合材料浆料;然后持续搅拌加热到730~750℃;然后预热成型模具温度至700~720℃;再将熔融的复合材料浆料浇注到成形模具型腔内;保持该温度在外加振动频率为40HZ、振幅为3mm、振动时间为20分钟的条件下沉降SiC颗粒到熔体下部;待铸件凝固、冷却后脱模取出铸件冷却到室温,然后运用机械切割的方法切除铸件上部的ZL109合金部分,得到SiCpVol.70%/Al电子封装零件,构成零件的材料的导热率为180W/m·K,密度为3.10g/cm3,孔隙率为0.7%,热膨胀系数为6.2×10-6/K。
本发明中通过调整铝合金中SiC颗粒的含量、不同颗粒尺寸的比例关系与振动激励加速沉降工艺参数(如熔体温度、模具温度、振动频率与振动时间等),可以把颗粒层区域设计与控制成骤变分布状态,实现颗粒体积分数的可设计性与可控制性;通过调整熔融复合材料中颗粒的含量和调整振动沉降工艺,可以实现颗粒区域厚度的设计与控制。
因此,通过简单的工艺调整,可以大大调整封装材料的构成,改善封装材料的性能,并且工艺过程简单,生产效率高,可以实现净终成形,减少机械加工成本。
最后需要说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.用振动加速沉降技术制备SiCp/Al电子封装零件的方法,其特征在于,有以下步骤:
①将SiC颗粒与Al-Si合金按(15~35)∶(65~85)的体积比配比;
②运用搅拌铸造法制备出SiCp/Al复合材料,将SiCp/Al复合材料加热到650~750℃,获得SiCp/Al复合材料浆料;
③将模具加热到620~720℃,获得预热模具;
④将SiCp/Al复合材料浆料浇注到预热模具型腔内,并保持预热模具温度,沿重力方向外加一振动力场,在振动力场作用下SiCp/Al复合材料中的SiC颗粒快速沉积到模具底部,经冷却、凝固后得到由SiCp/Al复合材料部分和Al-Si合金部分构成的铸件,所述铸件中SiCp/Al复合材料部分的体积百分数为45~70%;
⑤铸件降至室温后去除铸件上的完全由Al-Si合金构成的部分后获得SiCp/Al复合材料坯料;
⑥机械精加工SiCp/Al复合材料坯料,即得SiCp/Al电子封装零件。
2.根据权利要求1所述的制备SiCp/Al电子封装零件的方法,其特征在于:所述步骤①中SiC颗粒粒径为5~10μm,10~15μm,15~20μm,20~25μm,25~33μm,33~47μm,47~53μm等级颗粒中任意一种,SiC颗粒与Al-Si合金的体积比为15∶85;
所述步骤②中SiCp/Al复合材料浆料加热到650~680℃;
所述步骤③中预热模具到620~650℃;
所述步骤④中振动力场的振动频率为20HZ,振动时间为30分钟。
3.根据权利要求1所述的制备SiCp/Al电子封装零件的方法,其特征在于:
所述步骤①中SiC颗粒由粒径等级分别为15~20μm、25~33μm、53~61μm的颗粒构成,其中15~20μm∶25~33μm∶53~61μm配比为1∶2∶3;或SiC颗粒由粒径等级分别为20~25μm、33~47μm、74~83μm的颗粒构成,其中20~25μm∶33~47μm∶74~83μm配比为1∶1∶2;或SiC颗粒由粒径等级分别为20~25μm、47~53μm、74~83μm三种等级的颗粒,其中20~25μm∶47~53μm∶74~83μm配比为1∶1∶3;SiC颗粒与Al-Si合金的体积比为15∶85;
所述步骤②中SiCp/Al复合材料浆料加热到650~680℃;
所述步骤③中模具保温温度为620~650℃;
所述步骤④中振动力场的振动频率为20HZ,振动时间为30分钟。
4.根据权利要求1所述的制备SiCp/Al电子封装零件的方法,其特征在于:所述步骤①中SiC颗粒由粒径等级分别为15~20μm、25~33μm、74~83μm的颗粒构成,其中15~20μm∶25~33μm∶74~83μm配比为1∶1∶2,SiC颗粒与Al-Si合金的体积比为20∶80;
所述步骤②中SiCp/Al复合材料浆料加热到680~710℃;
所述步骤③中模具保温温度为650~680℃;
所述步骤④中振动力场的振动频率为30HZ,振动时间为25分钟。
5.根据权利要求1所述的制备SiCp/Al电子封装零件的方法,其特征在于:所述步骤①中SiC颗粒由粒径等级分别为20~25μm、47~53μm、74~83μm的颗粒构成,其中20~25μm∶47~53μm∶74~83μm配比为1∶2∶1;或SiC颗粒由粒径等级分别为25~33μm、53~61μm、74~83μm的颗粒构成,其中25~33μm∶53~61μm∶74~83μm配比为1∶2∶3;或SiC颗粒由粒径等级分别为20~25μm、61~74μm、83~150μm的颗粒构成,其中20~25μm∶61~74μm;83~150μm配比为1∶2∶1;SiC颗粒与Al-Si合金的体积比为25∶75;
所述步骤②中制得的SiCp/Al复合材料加热到730~750℃;
所述步骤③中模具保温温度为700~720℃;
所述步骤④中振动力场的振动频率为30HZ,振动时间为25分钟。
6.根据权利要求1所述的制备SiCp/Al电子封装零件的方法,其特征在于:所述步骤①中SiC颗粒由粒径等级分别为25~33μm、47~53μm、83~150μm的颗粒构成,其中25~33μm∶47~53μm∶83~150μm配比为1∶1∶2;或SiC颗粒由粒径等级分别为25~33μm、53~61μm、83~150μm的颗粒构成,其中25~33μm∶53~61μm∶83~150μm配比为1∶1∶3;或SiC颗粒由粒径等级分别为33~47μm、74~83μm、83~150μm的颗粒构成,其中33~47μm∶74~83μm∶83~150μm配比为1∶2∶4;SiC颗粒与Al-Si合金的体积比为30∶70;
所述步骤②中制得的SiCp/Al复合材料加热到730~750℃;
所述步骤③中模具保温温度为700~720℃;
所述步骤④中振动力场的振动频率为30HZ,振动时间25分钟。
7.根据权利要求1所述的制备SiCp/Al电子封装零件的方法,其特征在于:所述步骤①中SiC颗粒由粒径等级分别为10~15μm、47~53μm、83~150μm的颗粒构成,其中10~15μm∶47~53μm∶83~150μm配比为1∶2∶5;或SiC颗粒由粒径等级分别为15~20μm、47~53μm、83~150μm的颗粒构成,其中15~20μm∶47~53μm∶83~150μm配比为1∶2∶3;或SiC颗粒由粒径等级分别为20~25μm、47~53μm、83~150μm的颗粒构成,其中20~25μm∶47~53μm∶83~150μm配比为1∶2∶3;或SiC颗粒由粒径等级分别为10~15μm、53~61μm、83~150μm的颗粒构成,其中10~15μm∶53~61μm∶83~150μm配比为1∶2∶3,或SiC颗粒由粒径等级分别为10~15μm、61~74μm、83~150μm的颗粒构成,其中10~15μm∶61~74μm∶83~150μm配比为1∶2∶4;或SiC颗粒由粒径等级分别为20~25μm、61~74μm、83~150μm的颗粒构成,其中20~25μm∶61~74μm∶83~150μm配比为1∶2∶4配比,SiC颗粒与Al-Si合金的体积比为35∶65;
所述步骤②中制得的SiCp/Al复合材料加热到730~750℃;
所述步骤③中模具保温温度为700~720℃;
所述步骤④中振动力场的振动频率为30HZ,振动时间为25分钟。
8.根据权利要求1所述的制备SiCp/Al电子封装零件的方法,其特征在于:所述步骤①中SiC颗粒由粒径等级分别为10~15μm、83~150μm的颗粒构成,其中10~15μm∶83~150μm配比为1∶3;或由粒径等级分别为5~10μm、83~150μm的颗粒构成,其中5~10μm∶83~150μm配比为1∶3;SiC颗粒与Al-Si合金的体积比为35∶65;
所述步骤②中制得的SiCp/Al复合材料加热到730~750℃;
所述步骤③中模具保温温度为700~720℃;
所述步骤④中振动力场的振动频率为40HZ,振动时间为20分钟。
9.根据权利要求1所述的制备SiCp/Al电子封装零件的方法,其特征在于:所述步骤①中SiC颗粒由粒径等级分别为5~10μm、83~150μm的颗粒构成,其中5~10μm∶83~150μm配比为3∶1;或SiC颗粒由粒径等级分别10~15μm、83~150μm的颗粒构成,其中10~15μm∶83~150μm配比为3∶1。
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