CN103540810A

CN103540810A - 一种铝硅合金

Info

Publication number: CN103540810A
Application number: CN201310485037.3A
Authority: CN
Inventors: 陈保云
Original assignee: CHANGSHU LIONY METALS Co Ltd
Current assignee: CHANGSHU LIONY METALS Co Ltd
Priority date: 2013-10-17
Filing date: 2013-10-17
Publication date: 2014-01-29

Abstract

本发明公开了一种铝硅合金，所述铝硅合金包含的成分及重量百分比为：硅30%-50%、铜1%-5%、镁0.9%-1.2%、铁0.2%-0.5%、锰不高于0.03%、铬不高于0.03%、锌不高于0.02%、钛不高于0.04%，其余为铝和不可避免的杂质；所述铝硅合金的密度为2.3～2.5g/cm³,线膨胀系数为4～5×10^-6/K，热导率大于200W/m.k，比刚度53～56MPa.cm³/g，抗拉强度为300～350MPa。通过上述方式，本发明铝硅合金，质轻制造成本低，具有良好的导热性能、低的线膨胀系数、较低的密度、一定的强度和刚度、良好的电绝缘性、化学稳定性，适合半导体行业中使用。

Description

一种铝硅合金

技术领域

本发明涉及金属合金材料领域，特别是涉及一种铝硅合金。

背景技术

随着半导体集成度的大幅度增加和多芯片模块的广泛使用，电子器件的工作温度不断升高，直接影响其工作的可靠性及电性能。目前普遍认为理想的半导体行业中材料应具备的性能有：良好的导热性能、低的线膨胀系数、较低的密度、一定的强度和刚度、化学稳定性、易加工、焊接性能好、表面化学可镀等特点。

铝具有良好的导热性，硅的热膨胀系数低，二者均为低密度材料，由铝硅复合形成的合金保持各自的性能优势，利用铝、硅单质配制的金属基复合材料，其密度在213～217g/cm³之间,线膨胀系数在4.5～11×10^-6/K之间，热导率大于100W/m.k，因此通过改变硅和铝的不同配比，可以获得不同性能的电子半导体行业用材料，而且硅和铝在地球上的含量十分的丰富，硅粉的制备工艺也十分成熟，价格低。

在实际应用和大规模工业生产中，制造成本因素也是不可忽视的一个方面。现有的电子半导体行业用材料在性能、制造工艺上均存在一定的应用限制，需要一种新型的材料弥补传统材料的不足。铝硅合金将会作为一种新型电子半导体行业用材料被广泛使用，所以一种高性能的铝硅合金已成为合金材料发展的趋势。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种铝硅合金，质轻制造成本低，具有良好的导热性能、低的线膨胀系数、较低的密度、一定的强度和刚度、良好的电绝缘性、化学稳定性，适合半导体行业中使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：

提供一种铝硅合金，所述铝硅合金包含的成分及重量百分比为：硅30%-50%、铜1%-5%、镁0.9%-1.2%、铁0.2%-0.5%、锰不高于0.03%、铬不高于0.03%、锌不高于0.02%、钛不高于0.04%，其余为铝和不可避免的杂质；所述铝硅合金的密度为2.3～2.5g/cm³ ,线膨胀系数为4～5×10^-6 /K，热导率大于200W/m.k，比刚度53～56MPa.cm³/g，抗拉强度为300～350MPa。

在本发明一个较佳实施例中，所述硅含量为35%-50%。

在本发明一个较佳实施例中，所述不可避免的杂质含量不高于0.1%。

本发明的有益效果是：铝有良好的导热性，硅的热膨胀系数低，二者均为低密度材料，由Al/Si复合形成的合金保持着各自的性能优势，该合金的线膨胀系数为4～5×10^-6/K，接近硅；热导率大于200W/m.k ，接近铝；密度为2.3～2.5g/cm³，比纯铝轻15%；比刚度53～56MPa.cm³/g为铜的3倍；抗拉强度也比普通低硅含量的铝硅合金好，完全满足了半导体行业中材料的使用要求。

具体实施方式

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明实施例包括：

一种铝硅合金，所述铝硅合金包含的成分及重量百分比为：硅30%-50%、铜1%-5%、镁0.9%-1.2%、铁0.2%-0.5%、锰不高于0.03%、铬不高于0.03%、锌不高于0.02%、钛不高于0.04%，其余为铝和不可避免的杂质；所述铝硅合金的密度为2.3～2.5g/cm³ ,线膨胀系数为4～5×10^-6 /K，热导率大于200W/m.k，比刚度53～56MPa.cm³/g，抗拉强度为300～350MPa。

所述硅含量为35%-50%。

所述不可避免的杂质含量不高于0.1%。

实施例一：

一种铝硅合金，所述铝硅合金包含的成分及重量百分比为：硅35%、铜1.5%、镁0.9%、铁0.2%、锰0.01%、铬0.01%、锌0.01%、钛0.01%，其余为铝62.27% 和不可避免的杂质0.1%；所述铝硅合金的密度为2.3g/cm³ ,线膨胀系数为4.5×10^-6/K，热导率为205W/m.k，比刚度为54MPa.cm³/g，抗拉强度为300MPa。

实施例二：

一种铝硅合金，所述铝硅合金包含的成分及重量百分比为：硅40%、铜2%、镁1%、铁0.2%、锰0.01%、铬0.01%、钛0.01%，其余为铝56.69%和不可避免的杂质0.08%；所述铝硅合金的密度为2.5g/cm3 ,线膨胀系数为4×10^-6 /K，热导率为200W/m.k，比刚度53MPa.cm3/g，抗拉强度为310MPa。

本发明揭示了一种铝硅合金，铝有良好的导热性，硅的热膨胀系数低，二者均为低密度材料，由Al/Si复合形成的合金保持着各自的性能优势，该合金的线膨胀系数为4～5×10^-6/K，接近Si；热导率大于200W/m.k ，接近铝；密度为2.3～2.5g/cm³，比纯铝轻15%；比刚度53～56MPa.cm³/g为铜的3倍；抗拉强度也比普通低硅含量的铝硅合金好，完全满足了半导体行业中材料的使用要求。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种铝硅合金，其特征在于，所述铝硅合金包含的成分及重量百分比为：硅30%-50%、铜1%-5%、镁0.9%-1.2%、铁0.2%-0.5%、锰不高于0.03%、铬不高于0.03%、锌不高于0.02%、钛不高于0.04%，其余为铝和不可避免的杂质；所述铝硅合金的密度为2.3～2.5g/cm³ ,线膨胀系数为4～5×10^-6 /K，热导率大于200W/m.k，比刚度53～56MPa.cm³/g，抗拉强度为300～350MPa。

2.根据权利要求1所述的铝硅合金，其特征在于，所述硅含量为35%-50%。

3.根据权利要求1所述的铝合金，其特征在于，所述不可避免的杂质含量不高于0.1%。