[發明專利]一種高硅鋁合金電子封裝材料的制備方法

有效

• 申請號: 202011155119.8
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112371986B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 陳國芳;馬俊;王寧宇;高沖;牛立斌;王延年
• 申請（專利權）人: 寧夏榮華緣特種新材料有限公司
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08;B22F1/142;B22F3/14;B22F3/24;H01L23/29
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷;國旭東

本發明公開了一種半固態振蕩熱壓燒結高硅鋁合金電子封裝材料的制備方法，該方法以霧化沉積?快速凝固法制備得到的高硅鋁合金粉末為原料；將原料裝入鋁包套后進行預處理得到高硅鋁合金預制體；對得到的高硅鋁合金預制體在惰性氣體氣氛中進行半固態振蕩熱壓燒結處理，制備得到高硅鋁合金初產品；對得到的高硅鋁合金初產品經固溶和時效處理得到高硅鋁合金電子封裝材料；所述半固態振蕩熱壓燒結處理的溫度為630～680℃，振蕩壓力為35±5MPa。避免了完全液相狀態下粗大的初生硅的析出。與傳統的粉末冶金法制備的高硅鋁合金電子封裝材料相比，硅相的擴散與偏析可控，可有效提高致密化速率。

技術領域

本發明涉及高硅鋁合金材料制備領域，尤其涉及一種高硅鋁合金電子封裝材料的制備方法。

背景技術

隨著微電子技術的高速發展，對電子元器件的性能提出了更高的要求，這就使得電子器件和電子裝置中元器件的復雜性和密集性日益提高，電子封裝作為為電路的一個重要組成部分起著電路支撐、密封、內外點連接、散熱和屏蔽作用，對電路的性能和可靠性具有重要影響。因此需要研究和開發性能優異、可滿足各種需求的新型電子封裝材料。高硅鋁合金作為新一代電子封裝材料，具有密度低、導熱性能好、熱膨脹系數低、機械加工性能良好、比強度和剛度較高、與基材可焊和易于精密機加工等優點，高硅鋁合金作為新型輕質電子封裝材料,有著十分開闊的發展空間和應用前景。

傳統的高硅鋁合金電子封裝材料所用的制備方法主要有液相法和固相法。液相法包括鑄造法、液相浸滲法等，固相法包括粉末冶金法(PMM)、噴射沉積法(SDM)等。傳統的制備方法所獲得的高硅鋁合金存在顆粒分布不均勻、復合材料致密化程度低等缺陷。

因此，如何采用先進的制備工藝細化組織，改善粒子的形態、大小及分布、提高力學性能，最終制備出綜合性能優異的高硅鋁合金材料，是當前亟待解決的問題。

發明內容

針對現有技術中的缺陷和不足，本發明提供了一種高硅鋁合金電子封裝材料的制備方法，本方法首先采用霧化沉積-快速凝固法制備顆粒尺寸細小的高硅鋁合金粉，再利用半固態振蕩熱壓燒結技術成形，得到性能優良、成本較低的半固態振蕩熱壓燒結高硅鋁合金電子封裝材料，從而解決了現有技術中高硅鋁合金顆粒分布不均勻、復合材料致密化程度低的技術問題。

為達到上述目的，本發明采取如下的技術方案：

一種高硅鋁合金電子封裝材料的制備方法，其特征在于，該方法以霧化沉積-快速凝固法制備得到的高硅鋁合金粉末為原料；將原料裝入鋁包套后進行預處理得到高硅鋁合金預制體；對得到的高硅鋁合金預制體在惰性氣體氣氛中進行半固態振蕩熱壓燒結處理，制備得到高硅鋁合金初產品；對得到的高硅鋁合金初產品經固溶和時效處理得到高硅鋁合金電子封裝材料；

所述半固態振蕩熱壓燒結處理的溫度為630～680℃，振蕩壓力為35±5MPa，振蕩頻率為1～5HZ，燒結時間為60～90min。

本發明還具有如下技術特征：

優選的，所述的預處理具體包括熱除氣處理和致密化處理。

優選的，該方法按照以下步驟進行：

步驟S1、以霧化沉積-快速凝固法制備高硅鋁合金粉末；

步驟S2、將得到的高硅鋁合金粉末裝入鋁包套后進行熱除氣處理；

步驟S3、對熱除氣處理后的鋁包套進行致密化預處理，制得高硅鋁合金預制體；

步驟S4、對得到的高硅鋁合金預制體進行半固態振蕩熱壓燒結，冷卻處理得到高硅鋁合金初產品；

步驟S5、對得到的高硅鋁合金初產品進行固溶和時效處理即得；

其中，步驟S4具體包括以下子步驟：