CN107937763A - 铝合金电子封装材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了铝合金电子封装材料，包括以下合金元素的质量百分比，硅铝合金90‑96％，铜0.06‑0.13％，锰0.01‑0.1％，锌0.08‑0.15％，铬0.02‑0.06％，钛0.03‑0.07％，铜0.15‑0.25％，锆0.1‑0.15％，稀土0.04‑0.16％，钼1‑2％，余量为镁。本发明电子封装材料制备成本降低，综合性能好。

Description

铝合金电子封装材料及其制备方法
技术领域
本发明属于合金技术领域，尤其涉及一种铝合金电子封装材料及其制备方法。
背景技术
随着电子封装行业向高密度、高功率方向发展，开发具有良好导热能力的材料，同时又能满足热膨胀性能的要求称为当务之急。电子封装作为电路器件的一个必不可少的组成部分，起着电路支撑、密封、散热和屏蔽等作用，对电路的性能和可靠性具有重要影响。
现有硅芯片的热膨胀系数为4×10-6/K，随着芯片集成度的不断提高，要求电子封装材料具有高热导率和低膨胀率，铝硅电子封装材料具有热膨胀系数小，热导率高，密度小，易加工等特点，因此在尺寸精度要求高的电子封装领域具有较好的前景。
用于电子封装材料的硅铝合金，主要由硅和铝两种元素构成，但为了提高性能会添加其他元素，如磷、镁等，含量较少；然而硅铝合金中含有大量的硅，使其冶金和凝固特性变差，造成材料变脆、韧性差，不能满足电子封装的要求。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，而提供一种铝合金电子封装材料及其制备方法，从而实现电子封装材料制备成本降低，综合性能好。为了达到上述目的，本发明技术方案如下：
铝合金电子封装材料，包括以下合金元素的质量百分比，硅铝合金90-96％，铜0.06-0.13％，锰0.01-0.1％，锌0.08-0.15％，铬0.02-0.06％，钛0.03-0.07％，铜0.15-0.25％，锆0.1-0.15％，稀土0.04-0.16％，钼1-2％，余量为镁。
具体的，所述硅铝合金中所占质量百分比，硅55-65％，铝35-45％。
具体的，包括以下合金元素的质量百分比，硅铝合金93％，铜0.1％，锰0.07％，锌0.1％，铬0.04％，钛0.05％，铜0.2％，锆0.13％，稀土0.1％，钼1.5％，镁4.71％。
铝合金电子封装材料的制备方法，包括以下步骤：
S1，将硅铝合金，铜，锰，锌，铬，钛，铜，锆，稀土，钼投入熔炼炉内熔炼，熔炼温度730-760℃；
S2，再投入镁，投入温度控制在760-770℃，然后转入保温炉715-725℃保温；
S3，通入氯气和氩气精炼1-2h，静止2-3h；
S4，除气除渣过滤，铸造组织均匀的铸锭；
S5，铣面，将板锭的表面的偏析层去除；
S6，均质化处理及热轧，将板锭加热至590-610℃，保温4-5h，炉内降温至500-520℃，保温4-5h，出炉热轧，热轧温度控制在320℃以上；
S7，冷轧及中间退火，冷却热轧板至室温，中间退火温度控制在250-310℃，保温时间12-14h，出炉冷却至室温进行冷精扎，扎制呈成品厚度。
具体的，还包括步骤8：清洗分切，对轧制好的成品进行表面清洗。
具体的，还包括步骤9：成品退火，将成品放入惰性气体保护下进行退火，退火温度330-340℃，保温时间22-24h。
与现有技术相比，本发明铝合金电子封装材料及其制备方法的有益效果主要体现在：该成分配方再辅以铸造工艺，可以获得良好的硅铝合金电子封装材料，工艺简化，成型效率高；采用稀土元素的作用，成本降低，提高性能。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1：
铝合金电子封装材料，包括以下合金元素的质量百分比，硅铝合金90％，铜0.13％，锰0.01％，锌0.15％，铬0.02％，钛0.07％，铜0.15％，锆0.15％，稀土0.04％，钼2％，余量为镁。
实施例2：
铝合金电子封装材料，包括以下合金元素的质量百分比，硅铝合金96％，铜0.06％，锰0.1％，锌0.08％，铬0.06％，钛0.03％，铜0.25％，锆0.1％，稀土0.16％，钼1％，余量为镁。
实施例3：
铝合金电子封装材料，包括以下合金元素的质量百分比，硅铝合金93％，铜0.1％，锰0.07％，锌0.1％，铬0.04％，钛0.05％，铜0.2％，锆0.13％，稀土0.1％，钼1.5％，镁4.71％。
上述实施例1-3的制备方法如下：
铝合金电子封装材料的制备方法，包括以下步骤：
S1，将硅铝合金，铜，锰，锌，铬，钛，铜，锆，稀土，钼投入熔炼炉内熔炼，熔炼温度730-760℃；
S2，再投入镁，投入温度控制在760-770℃，然后转入保温炉715-725℃保温；
S3，通入氯气和氩气精炼1-2h，静止2-3h；
S4，除气除渣过滤，铸造组织均匀的铸锭；
S5，铣面，将板锭的表面的偏析层去除；
S6，均质化处理及热轧，将板锭加热至590-610℃，保温4-5h，炉内降温至500-520℃，保温4-5h，出炉热轧，热轧温度控制在320℃以上；
S7，冷轧及中间退火，冷却热轧板至室温，中间退火温度控制在250-310℃，保温时间12-14h，出炉冷却至室温进行冷精扎，扎制呈成品厚度。
S8：清洗分切，对轧制好的成品进行表面清洗。
S9：成品退火，将成品放入惰性气体保护下进行退火，退火温度330-340℃，保温时间22-24h。
上述实施例中成分配方再辅以铸造工艺，可以获得良好的硅铝合金电子封装材料，工艺简化，成型效率高；采用稀土元素的作用，成本降低，提高性能；优化了各组份的含量范围，在铸造条件下，可获得较好合金显微组织和性能。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.铝合金电子封装材料，其特征在于：包括以下合金元素的质量百分比，硅铝合金90-96％，铜0.06-0.13％，锰0.01-0.1％，锌0.08-0.15％，铬0.02-0.06％，钛0.03-0.07％，铜0.15-0.25％，锆0.1-0.15％，稀土0.04-0.16％，钼1-2％，余量为镁。
2.根据权利要求1所述的铝合金电子封装材料，其特征在于：所述硅铝合金中所占质量百分比，硅55-65％，铝35-45％。
3.根据权利要求1所述的铝合金电子封装材料，其特征在于：包括以下合金元素的质量百分比，硅铝合金93％，铜0.1％，锰0.07％，锌0.1％，铬0.04％，钛0.05％，铜0.2％，锆0.13％，稀土0.1％，钼1.5％，镁4.71％。
4.铝合金电子封装材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，将硅铝合金，铜，锰，锌，铬，钛，铜，锆，稀土，钼投入熔炼炉内熔炼，熔炼温度730-760℃；
S2，再投入镁，投入温度控制在760-770℃，然后转入保温炉715-725℃保温；
S3，通入氯气和氩气精炼1-2h，静止2-3h；
S4，除气除渣过滤，铸造组织均匀的铸锭；
S5，铣面，将板锭的表面的偏析层去除；
S6，均质化处理及热轧，将板锭加热至590-610℃，保温4-5h，炉内降温至500-520℃，保温4-5h，出炉热轧，热轧温度控制在320℃以上；
S7，冷轧及中间退火，冷却热轧板至室温，中间退火温度控制在250-310℃，保温时间12-14h，出炉冷却至室温进行冷精扎，扎制呈成品厚度。
5.根据权利要求4所述的铝合金电子封装材料的制备方法，其特征在于，还包括步骤8：清洗分切，对轧制好的成品进行表面清洗。
6.根据权利要求5所述的铝合金电子封装材料的制备方法，其特征在于，还包括步骤9：成品退火，将成品放入惰性气体保护下进行退火，退火温度330-340℃，保温时间22-24h。
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