[發明專利]一種通過激光熔覆甩帶材料制備梯度鋁硅電子封裝材料的方法

有效

• 申請號: 201810823127.1
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN108866545B
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 華鵬;李枘;肖萌;李先芬;吳玉程
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C22C21/02
• 代理公司: 34101 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司
• 代理人: 盧敏

1.一種通過激光熔覆甩帶材料制備梯度鋁硅電子封裝材料的方法，其特征在于：以鑄造鋁硅合金為基體，以通過快速凝固的方式加工成的鋁硅合金甩帶材料為熔覆材料，進行激光熔覆，使不同質量百分比的鋁硅合金甩帶材料在基體表面逐層堆積，從而獲得組元呈梯度分布的鋁硅電子封裝材料；具體包括如下步驟：

(1)基體制備

采用傳統鑄造方法，制備出硅質量百分含量m₀為10％-60％的鋁硅合金板材；對所述鋁硅合金板材的上表面進行包括砂紙打磨、酒精清洗、丙酮去污和干燥各過程的表面處理；

(2)甩帶材料制備

通過感應熔煉，利用電磁感應和電熱轉換所產生的熱量來熔煉所需硅質量百分含量的鋁硅合金，快速凝固獲得所需硅質量百分含量的鋁硅合金甩帶材料；

(3)第一層激光熔覆

以步驟(1)所獲得的鋁硅合金板材作為基體，固定在激光熔覆設備工作臺上，以步驟(2)所獲得的硅質量百分含量為a₁的鋁硅合金甩帶材料為熔覆材料，固定在基體上表面，對基體的整個上表面進行第一層激光熔覆，熔覆層厚度h₁在10-3000μm范圍內，熔覆層與基體的重合區域厚度為則第一層熔覆層與基體的重合度為k₁，60％≥k₁≥10％；

熔覆完成后，第一層熔覆層的硅含量均勻，則第一層熔覆層的硅質量百分含量為m₁：

其中：激光熔覆的參數為，掃描速度為100-5000mm/min、激光功率為100-5000w；

(4)第二層激光熔覆

將步驟(3)進行完第一層激光熔覆后的鋁硅合金板材，固定在激光熔覆設備工作臺上，以步驟(2)所獲得的硅質量百分含量為a₂的鋁硅合金甩帶材料為熔覆材料對其整個上表面進行第二層激光熔覆，熔覆層厚度h₂在10-3000μm范圍內，第二層熔覆層與第一層熔覆層的重合區域厚度為則第二層熔覆層與第一層熔覆層的重合度為k₂，60％≥k₂≥10％；

熔覆完成后，第二層熔覆層的硅含量均勻，則第二層熔覆層的硅質量百分含量為m₂：

其中：激光熔覆的參數為，掃描速度為100-5000mm/min、激光功率為100-5000w；

(5)第n層激光熔覆

以此類推，按步驟(4)相同的方法，將進行完第n-1層激光熔覆后的鋁硅合金板材，n≥1，固定在激光熔覆設備工作臺上，以步驟(2)所獲得硅質量百分含量為a_n的鋁硅合金甩帶材料為熔覆材料對其整個上表面進行第n層激光熔覆，熔覆層厚度h_n在10-200μm范圍內，第n層熔覆層與第n-1層熔覆層的重合區域厚度為則第n層熔覆層與第n-1層熔覆層的重合度為k_n，60％≥k_n≥10％；

熔覆完成后，第n層熔覆層的硅含量均勻，則第n層熔覆層的硅質量百分含量為m_n：

其中：激光熔覆的參數為，掃描速度為100-5000mm/min、激光功率為100-5000w。

2.根據權利要求1所述的通過激光熔覆制備梯度鋁硅電子封裝材料的方法，其特征在于：70％≥a₁≥a₂≥。。。≥a_n≥0。