一种具有抗辐射功能的电子封装材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有抗辐射功能的电子封装材料的制备方法，将二氧化硅粉末、铝粉和钨粉混合均匀后，通过预先还原处理，再通过固定在石墨模具中干燥后，最后在等离子体烧结炉中烧结。该方法工艺简单，操作便捷，制备出的电子封装材料除了具备良好的导热性能，较低的热膨胀系数以及良好的机械强度外，还具备良好的抗辐射性能，可以有效地对电子元件提供保护。

【技术实现步骤摘要】
一种具有抗辐射功能的电子封装材料的制备方法
本专利技术涉及封装材料领域领域，特别是涉及一种具有抗辐射功能的电子封装材料的制备方法。
技术介绍
电子封装是利用微细连接技术奖半导体元件进行密封，在实现与外电路可靠的电连接外，还能够起到有效的传热、机械以及绝缘方面的作用，从而构成一个完整温度立体结构的工艺。电子封装材料具有传递电能和电路信号、提供散热途径、保护结构和承载外加力等作用。电子封装材料伴随着集成电路、元器件发展而受到较多的关注，逐渐成为电子信息产业的基石。目前常用的电子封装材料一般具有机械支撑、散热、信号传递和保护芯片的功能，这也决定了此类材料具有以下性能：良好的化学稳定性；较高的热导率；较小的热膨胀系数；较好的机械强度以及便于加工等。根据材料的种类，电子封装材料可以分为陶瓷类、塑料类、金刚石类和金属或金属基复合材料类等，其中塑料类主要用于半密封型封装，其他种类则适用于全密封封装。陶瓷类封装材料具有热膨胀系数小、热导率高以及耐腐蚀性好等优点，主要用于高密度、气密性的电子封装。塑料类封装材料实现了电子产品轻量化、小型化和低成本化。金刚石也是一种优良的电子封装材料，但是金刚石制备成本和加工成本较高，目前仍仅限于航空航天等高精密仪器的封装。金属材料具有优异的热传导性能，可以快速的传导热量，但是存在热膨胀系数高或价格昂贵等问题，不宜大量应用于工业化生产。随着近年来集成电路技术的迅猛发展，对封装材料的性能要求越来越高，但是传统的单一材料制成的封装材料已不能满足现有的要求，因此寻求一种高热导率、低膨胀系数以及轻便型的复合材料已成为亟待解决的问题。金属复合材料既可以结合金属的优点，又能具备其他类材料的特征从而弥补金属材料的缺陷，已经成为电子封装材料行业中最热门的研究课题之一。中国专利CN201510053970.4公开了一种快速注射成型制备硅铝合金电子封装材料的方法，按重量百分比计，该合金成分Si为10％～60％，Al为余量。按合金成分配料，将配好的硅铝合金粉与粘结剂按一定配比在密炼机中混炼得到均匀的复合喂料，接着将喂料进行注射成型成为坯体，坯体再经过脱粘结剂和烧结，获得相对密度大于99％的硅铝合金电子封装材料。该专利技术中硅铝合金材料的合金成分均匀、显微组织均匀和致密，且可制得热膨胀系数连续可调，其变化范围为6～12×10-6/K，热传导率变化范围110～150W/mK，比重为1.7～2.6g/cm3，结构复杂多样的硅铝合金电子封装材料，避免了车铣刨磨等繁琐的机械加工工序，并具有生产效率高、工艺简单，低成本，产品性能优异等优势。但是，此材料抗辐射能力较差，无法满足电子元件对抗辐射的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有抗辐射功能的电子封装材料的制备方法，该方法工艺简单，操作便捷，制备出的电子封装材料除了具备良好的导热性能，较低的热膨胀系数以及良好的机械强度外，还具备良好的抗辐射性能，可以有效地对电子元件提供保护。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种具有抗辐射功能的电子封装材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将二氧化硅粉末、铝粉和钨粉混合均匀后，至于炉中，通入氢气，调节温度为200-300℃，焙烧1-3h后，将混合物和氧化钙粉末研磨混合均匀，过筛；(2)将过筛后的混合物置于石墨模具中，提前在套筒内壁和上下压头垫碳纸，之后将石墨模具和混合物一起放入烘箱干燥，干燥完成后压制成型；(3)将装有混合物的石墨模具安放在等离子体烧结炉中，关闭炉门后，抽真空后，向其中通入氢气加压，加压完成后，开始升温烧结，烧结完成后放出压力，取出脱模，即为所述电子封装材料。优选的，所述原料的投入量为，以重量份数计：二氧化硅粉末20-50份、铝粉30-60份、钨粉30-50份，氧化钙粉末5-10份。优选的，所述步骤(1)中过筛的目数为300-400目。优选的，所述步骤(2)中烘箱的温度为110-130℃。优选的，所述步骤(2)中压制成型的压力为3-4Mpa。优选的，所述步骤(3)中通入氢气加压至60-80Mpa。优选的，所述步骤(3)中烧结过程中，在600℃以下，升温速率为20℃/min，超过600℃后升温速率为65℃/min，升至1400℃后，保持温度10min，之后按照30℃/min的速率降低温度至常温。本专利技术具有以下有益效果，采用硅、铝、钨为主要成分，制备出的金属基材料，既具有金属材料的高导热性能，同时硅能够弥补材料受热形变较大的缺陷，使得整个材料具备良好的导热性能，较低的热膨胀系数以及良好的机械强度。通过添加钨使得封装材料可以具备抗辐射的性能，可以提高材料对硬X射线的防护功能，可以对电子元件起到更加全面高效的保护。该制备方法操作简单，工艺流程短，利用等离子体烧结炉进行烧结，较为节约能源，生产效率高。具体实施方式为了更好的理解本专利技术，下面通过实施例对本专利技术进一步说明，实施例只用于解释本专利技术，不会对本专利技术构成任何的限定。实施例1一种具有抗辐射功能的电子封装材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将二氧化硅粉末20份、铝粉30份、钨粉30份混合均匀后，至于炉中，通入氢气，调节温度为200℃，焙烧1h后，将混合物和氧化钙粉末5份研磨混合均匀，过筛，目数为300目；(2)将过筛后的混合物置于石墨模具中，提前在套筒内壁和上下压头垫碳纸，之后将石墨模具和混合物一起放入烘箱在110℃条件下干燥，干燥完成后以3Mpa压力压制成型；(3)将装有混合物的石墨模具安放在等离子体烧结炉中，关闭炉门后，抽真空后，向其中通入氢气加压，加压至60Mpa，加压完成后，开始升温烧结，烧结过程中，在600℃以下，升温速率为20℃/min，超过600℃后升温速率为65℃/min，升至1400℃后，保持温度10min，之后按照30℃/min的速率降低温度至常温，烧结完成后放出压力，取出脱模，即为所述电子封装材料。实施例2一种具有抗辐射功能的电子封装材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将二氧化硅粉末50份、铝粉60份、钨粉50份混合均匀后，至于炉中，通入氢气，调节温度为300℃，焙烧3h后，将混合物和氧化钙粉末10份研磨混合均匀，过筛，目数为400目；(2)将过筛后的混合物置于石墨模具中，提前在套筒内壁和上下压头垫碳纸，之后将石墨模具和混合物一起放入烘箱在130℃条件下干燥，干燥完成后以4Mpa压力压制成型；(3)将装有混合物的石墨模具安放在等离子体烧结炉中，关闭炉门后，抽真空后，向其中通入氢气加压，加压至80Mpa，加压完成后，开始升温烧结，烧结过程中，在600℃以下，升温速率为20℃/min，超过600℃后升温速率为65℃/min，升至1400℃后，保持温度10min，之后按照30℃/min的速率降低温度至常温，烧结完成后放出压力，取出脱模，即为所述电子封装材料。实施例3一种具有抗辐射功能的电子封装材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将二氧化硅粉末20份、铝粉60份、钨粉30份混合均匀后，至于炉中，通入氢气，调节温度为300℃，焙烧1h后，将混合物和氧化钙粉末10份研磨混合均匀，过筛，目数为300目；(2)将过筛后的混合物置于石墨模具中，提前在套筒内壁和上下压头垫碳纸，之后将石墨模具和混合物一起放入烘箱在130℃条件下干燥，干燥完成后以3Mpa压力压制成型；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有抗辐射功能的电子封装材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将二氧化硅粉末、铝粉和钨粉混合均匀后，至于炉中，通入氢气，调节温度为200‑300℃，焙烧1‑3h后，将混合物和氧化钙粉末研磨混合均匀，过筛；(2)将过筛后的混合物置于石墨模具中，提前在套筒内壁和上下压头垫碳纸，之后将石墨模具和混合物一起放入烘箱干燥，干燥完成后压制成型；(3)将装有混合物的石墨模具安放在等离子体烧结炉中，关闭炉门后，抽真空后，向其中通入氢气加压，加压完成后，开始升温烧结，烧结完成后放出压力，取出脱模，即为所述电子封装材料。

【技术特征摘要】
1.一种具有抗辐射功能的电子封装材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将二氧化硅粉末、铝粉和钨粉混合均匀后，至于炉中，通入氢气，调节温度为200-300℃，焙烧1-3h后，将混合物和氧化钙粉末研磨混合均匀，过筛；(2)将过筛后的混合物置于石墨模具中，提前在套筒内壁和上下压头垫碳纸，之后将石墨模具和混合物一起放入烘箱干燥，干燥完成后压制成型；(3)将装有混合物的石墨模具安放在等离子体烧结炉中，关闭炉门后，抽真空后，向其中通入氢气加压，加压完成后，开始升温烧结，烧结完成后放出压力，取出脱模，即为所述电子封装材料。2.根据权利要求1所述的具有抗辐射功能的电子封装材料的制备方法，其特征在于：所述原料的投入量为，以重量份数计：二氧化硅粉末20-50份、铝粉30-60份、钨粉30-50份，氧化钙粉末5-10份。3.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海燕，
申请(专利权)人：东莞市佳乾新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44