本发明专利技术设计一种新型高硅铝合金电子封装材料的制备方法，其主要步骤为：先将硅铝材料按比例配料，其中硅原料的质量百分比为12％～50％，其余为工业纯铝；将混合后的材料放入中频感应炉内加热、搅拌，并进行覆盖造渣与除气处理，采用喷射沉积将金属熔液制成锭坯；对锭坯采用热等静压方式进行致密化处理，冷却后即可得到致密度大于99％的高硅铝合金电子封装材料。本发明专利技术成本较低，操作流程简单，所制备的高硅铝合金材料具有组织均匀、致密度高、膨胀系数低和导热性高等特点，综合性能优异，完全适用于现代电子封装领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子封装生产
，尤其是提供了一种新型高硅铝合金电子封装材料的制备方法。
技术介绍
随着微电子技术的高速发展，电子元器件应具有更高的集成度、更快的运行速度和更大的容量，这就使得电子器件和电子装置中元器件的复杂性和及密集性日益提高，这必然会导致电路发热量的提高、工作温度上升，而稳定性下降。电子封装作为为电路的一个重要组成部分起着电路支撑、密封、内外点连接、散热和屏蔽作用，对电路的性能和可靠性具有重要影响。铝硅合金作为一种新型封装材料，由于这种合金密度小(2.42～2.51cm3)、热膨胀系数低(6.8×10-6～11×10-6/K)、热传导性良好(120～149W/m·K)，原材料资源丰富，成本低廉，易于加工成型且回收再利用，非常适合在电子封装领域使用。目前，如何以较低成本以及较短流程制备出综合性能优异的高硅铝合金电子封装材料已是整个电子封装材料迫切需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种成本较低，流程较短的高硅铝合金电子封装材料，该材料具有组织均匀、致密度高、膨胀系数低以及导热率高等特点，综合性能优异，完全适用于电子封装。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术所述的一种新型高硅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：1)将硅铝材料按比例配料；2)将上述材料熔炼、搅拌，喷射沉积得到锭坯；3)将锭坯进行致密化加工，即得到致密度大于99％的高硅铝合金电子封装材料。步骤1)中合金成分按质量百分比计，具体配料比例为硅含量为12％～50％，余量为工业纯铝。步骤2)具体为将上述配料在中频感应炉内熔炼，升温至800℃～1350℃，充 分搅拌，用熔剂(30％Nacl+47％Kcl+23％冰晶石)进行覆盖造渣，并用六氯乙烷除气；用导流管将金属熔液注入喷射沉积装置中，采用高压氮气直接将金属液滴雾化沉积在基体上，制备成一定尺寸的锭坯。其中，气体压强为0.8～1.0MPa，喷嘴直径为2.8mm～3.5mm，喷嘴距基体距离为200mm～300mm。步骤3)中，将锭坯放入热等静压设备中，对锭坯进行致密化处理。保护气体为氮气，处理温度为540℃～600℃，压力为110MPa～200MPa，保温3～4小时。冷却后所得材料即为致密度大于99％综合性能优异的电子封装用高硅铝合金材料。本专利技术使用的原料为硅和铝，原料资源丰富，且制备工艺成熟，从而降低了电子封装材料的制备成本，在现代电子生产
具有很大的发展空间。针对电子封装材料的高导热、低膨胀系数的视场需求，本专利技术提出了一种新型高硅铝合金电子封装材料的制备方法。通过喷射沉积技术将合金制备成锭坯，锭坯采用热等静压方式进行致密化处理，该方法成本低，设备简单，流程短，具有很强的实用性。制备出的高硅铝合金材料致密度大于99％，热导率为116～168W/m·K，热膨胀系数为7.2～17.3ppm/℃，密度小于2.6g/cm3，极限抗拉强度132MPa，综合性能优异，完全适用于电子封装。附图说明附图1是本专利技术的不同硅含量的高硅铝合金材料样品。附图2是本专利技术高硅铝合金电子封装材料微观组织形貌。(1)为硅含量12％合金材料的显微组织照片(2)为硅含量27％合金材料的显微组织照片(3)为硅含量50％合金材料的显微组织照片具体实施方式实施例1：1)配料将原材料按质量百分比配料，硅含量为12％，余量为工业纯铝。2)锭坯制备将上述配料在中频感应炉内熔炼，升温至800℃，充分搅拌，用熔剂(30％Nacl+47％Kcl+23％冰晶石)进行覆盖造渣，并用六氯乙烷除气；用导流管 将金属熔液注入喷射沉积装置中，采用高压氮气直接将金属液滴雾化沉积在基体上，制备成一定尺寸的锭坯。其中，气体压强为0.8MPa，喷嘴直径为2.8mm，喷嘴距基体距离为200mm，基体旋转速度为300r/min，雾化锥角为25°.3)致密化处理 将锭坯放入热等静压设备中，对锭坯进行致密化处理。保护气体为氮气，处理温度为540℃，压力为110MPa，保温4小时。冷却后所得到致密度为99.9％的综合性能优异的电子封装用高硅铝合金材料，具体性能参数如下：热导率：196W/m·K；热膨胀系数(25℃～100℃)：19.8/K；密度：2.6g/cm3；极限抗拉强度：212MPa实施例2：1)配料将原材料按质量百分比配料，硅含量为27％，余量为工业纯铝。2)锭坯制备将上述配料在中频感应炉内熔炼，升温至950℃，充分搅拌，用熔剂(30％Nacl+47％Kcl+23％冰晶石)进行覆盖造渣，并用六氯乙烷除气；用导流管将金属熔液注入喷射沉积装置中，采用高压氮气直接将金属液滴雾化沉积在基体上，制备成一定尺寸的锭坯。其中，气体压强为0.8MPa，喷嘴直径为2.8mm，喷嘴距基体距离为200mm，基体旋转速度为300r/min，雾化锥角为25°.3)致密化处理 将锭坯放入热等静压设备中，对锭坯进行致密化处理。保护气体为氮气，处理温度为540℃，压力为110MPa，保温4小时。冷却后所得到致密度为99.8％的综合性能优异的电子封装用高硅铝合金材料，具体性能参数如下：热导率：168W/m·K；热膨胀系数(25℃～100℃)：17.3/K；密度：2.6g/cm3；极限抗拉强度：178MPa实施例3：1)配料将原材料按质量百分比配料，硅含量为50％，余量为工业纯铝。2)锭坯制备将上述配料在中频感应炉内熔炼，升温至1300℃，充分搅拌，用熔剂(30％Nacl+47％Kcl+23％冰晶石)进行覆盖造渣，并用六氯乙烷除气；用导流管将金属熔液注入喷射沉积装置中，采用高压氮气直接将金属液滴雾化沉积在基体上，制备成一定尺寸的锭坯。其中，气体压强为0.9MPa，喷嘴直径为3mm，喷嘴距基体距离为300mm，基体旋转速度为300r/min，雾化锥角为25°.3)致密化处理 将锭坯放入热等静压设备中，对锭坯进行致密化处理。保护气体为氮气，处理温度为600℃，压力为110MPa，保温3小时。冷却后所得到致密度为99.5％的综合性能优异的电子封装用高硅铝合金材料，具体性能参数如下：热导率：137W/m·K；热膨胀系数(25℃～100℃)：11.3/K；密度：2.52g/cm3；极限抗拉强度：132MPa 。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种新型高硅铝合金电子封装材料的制备方法，包括以下步骤：1)将硅铝材料按比例配料；2)将上述材料熔炼、搅拌，喷射沉积得到锭坏；3)将锭坯进行致密化加工，即得到致密度大于99％的高硅铝合金电子封装材料。
【技术特征摘要】
1.一种新型高硅铝合金电子封装材料的制备方法，包括以下步骤：1)将硅铝材料按比例配料；2)将上述材料熔炼、搅拌，喷射沉积得到锭坏；3)将锭坯进行致密化加工，即得到致密度大于99％的高硅铝合金电子封装材料。2.根据权利要求1，所述的一种新型高硅铝合金电子封装材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中合金成分按质量百分比计，具体配料比例为硅含量为12％～50％，余量为铝。3.根据权利要求1，所述的一种新型高硅铝合金电子封装材料的制备方法，其特征在于：步骤2)具体为将上述配料在中频感应炉内熔炼，升温至800～1350℃，充分搅拌，用30％Nacl+47％Kcl+23％冰...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓宏贵，王日初，刘继嘉，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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