一种大于70%硅含量的Si-Al热沉材料的成型工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种大于７０％硅含量的Ｓｉ－Ａｌ热沉材料的成型工艺，（Ａ）将Ｓｉ－Ａｌ粉末按需要配置的质量成分比例称量好后，在球磨机中混合４～１６小时，混合时添加０～３％含量的成型剂，放入模具中，振动均匀；（Ｂ）将装好Ｓｉ－Ａｌ粉末的模具放在热压机上，在室温下先将压头预压压紧模具，压紧力为５～５０ＭＰａ；然后升温，升温温度到达４８０～５２０℃时，保温５～２０分钟以便排出粉末间的气体和成型剂的脱去；然后快速升温到１０００～１３００℃，等到达烧结温度后，再加压力到１０～５０ＭＰａ，加压烧结时间２０～３０分钟，停止加热同时卸除压力；（Ｃ）待冷却后脱模得到烧结成型的Ｓｉ－Ａｌ热沉材料。本发明专利技术是一种工艺流程短，成本较低，粉末不易氧化，密度较高的大于７０％硅含量的Ｓｉ－Ａｌ热沉材料的成型工艺。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电子器件使用的热控制材料——高硅含量(硅》 70%)的Si-Al热沉材料的成型工艺。
技术介绍
随着近年来电子器件的小型化、集成化和规模化，微电路上的电 流也越来越大，而基片上所承受的热载荷也急剧上升，导致Si或GaAs 等微电路芯片材料的使用寿命大幅度降低。因此，微电子电路器件使 用的热沉材料成为重要影响因素。常见的热沉材料有可伐(Kovar) 合金、因瓦(Invar)合金、钨铜合金、钼铜合金等，但是这些材料 的热导率低，对于高集成度的器件产生的热量不易扩散，这些合金的 密度高，远高于Si等芯片材料。而其他一些陶瓷材料，如A1N、 SiC、 Be0等，虽然密度低，热导率高，但是这些材料加工困难、强度低， 尤其是陶瓷材料很难进行表面的金属化，也限制了在相关领域的应 用。Si-Al合金可以为精细电子线路提供支撑和作为连接用热沉介质 材料，在微电子技术发展中占有不可或缺的重要地位。Si-Al合金可 以作为微电子领域的电子封装材料和靶材使用，原因是理想的热沉材 料应当具有与GaAs、 Si等典型半导体器件材料相匹配或略高的热膨 胀系数(7X10 —7K)、高热导率(M0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大于７０％硅含量的Ｓｉ－Ａｌ热沉材料的成型工艺，所用材料中Ｓｉ粉的粒度在１０～５０μｍ，Ａｌ粉的粒度在１０～５０μｍ，两种金属粉的纯度均在９９％以上，氧含量低于２００ｐｐｍ，其特征在于其步骤是：（Ａ）、将上述两种粉末按需要配置的质量成分比例称量好后，在球磨机中混合４～１６小时，混合时添加０～３％含量的成型剂，将混合好的粉末放入模具中，振动均匀；（Ｂ）、将装好Ｓｉ－Ａｌ粉末的模具放在可感应加热的热压机上，在室温下先将压头预压压紧模具，压紧力为５～５０ＭＰａ；然后升温，升温温度到达４８０～５２０℃时，保温５～２０分钟以便排出粉末间的气体和成型剂的脱去；然后快速升温到１０００～１３００℃，等到达...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：余琨，李超，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]