本发明专利技术公开了一种基于石墨烯改性的低膨胀金属基电子封装材料的制备方法，具体包括以下步骤：首先以铝锭、铜锭、硅、铌锭为原料制备金属混合粉末；采用十二烷基苯磺酸钠对石墨烯进行表面改性，然后在改性石墨烯表面进行镀镍处理，然后将镀镍后的石墨烯与金属混合粉末混合研磨处理，制得混合粉末，最后将制得的混合粉末置于金属包套内，在100‑180℃下进行压制处理3‑5min，然后进行真空除气处理，最后在进行热压处理，制得电子封装材料。本发明专利技术制得的电子封装材料导热性能好，热膨胀系数低，制备简单，能耗低。
Preparation of Low Expansion Metal-based Electronic Packaging Materials Based on Graphene Modification
The invention discloses a preparation method of low-expansion metal-based electronic packaging material based on graphene modification, which includes the following steps: firstly, the mixed metal powder is prepared from aluminum ingot, copper ingot, silicon and niobium ingot; the surface of graphene is modified by sodium dodecylbenzene sulfonate, then nickel plated on the surface of modified graphene, and then the graphene after nickel plating. The mixed powders were prepared by mixing and grinding with metal powders. Finally, the mixed powders were placed in the metal envelope, compacted for 3 5 minutes at 100 180 C, then vacuum degassed, and finally hot pressed to produce electronic packaging materials. The electronic packaging material prepared by the invention has good thermal conductivity, low thermal expansion coefficient, simple preparation and low energy consumption.
【技术实现步骤摘要】
一种基于石墨烯改性的低膨胀金属基电子封装材料的制备方法
：本专利技术涉及电子封装材料，具体的涉及一种基于石墨烯改性的低膨胀金属基电子封装材料的制备方法。
技术介绍
：随着电子技术的不断发展，电子元器件的功率密度不断增大，产生的热量越来越多，同时对于材料轻量化的要求也日益迫切，常用的封装材料已经不能满足当前电子技术快速发展的需要。开发具有更高热导率的新型电子封装材料，将半导体产生的热量及时散掉，保证功率元件的正常工作温度，已经成为电子产业发展的关键。电子封装材料主要作用时机械支持、密封保护、散失电子元器件的热量等。它是属于低膨胀高导热材料，其性能要求为：有较高的热导率，热膨胀系数与器件的热膨胀系数相匹配。但是目前的电子封装材料导热性能不够，且力学性能需要进一步改善。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种基于石墨烯改性的低膨胀金属基电子封装材料的制备方法，该方法制得的电子封装材料导热性能均匀，膨胀系数低，易加工，制备能耗低。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于石墨烯改性的低膨胀金属基电子封装材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将铝锭、铜锭、硅、铌锭混合均匀，进行气雾化处理制得金属混合粉末；(2)将石墨烯、十二烷基苯磺酸钠、去离子水混合均匀，580rpm的转速下球磨10-15h，然后过滤，将固体干燥，制得预处理石墨烯；(3)将上述制得的预处理石墨烯表面镀镍处理，并将镀镍后的石墨烯与步骤(1)制得的金属混合粉末和乙醇混合，500-1000W下超声处理1-6h，过滤，并将固体干燥，制得混合粉末；(4)将上述制得的混合粉末置于金属包套内，在100-180℃下进行压制处理3-5min，然后进行真空除气处理，最后在进行热压处理，制得电子封装材料。作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，铝锭、铜锭、硅、铌锭的质量比为(10-20)：(3.25-4.55)：(0.15-0.33)：(0.5-1)。作为上述技术方案的优选，步骤(1)中，所述气雾化的温度为600-800℃。作为上述技术方案的优选，步骤(2)中，所述石墨烯、十二烷基苯磺酸钠的质量比为1：(0.03-0.09)。作为上述技术方案的优选，步骤(3)中，改性石墨烯、金属混合粉末的质量比为(0.07-0.13):1。作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，所述真空除气的真空度为0.02-0.03Pa。作为上述技术方案的优选，步骤(4)中，所述热压处理的条件为：首先以10-30℃/min的速率升温至100-120℃，保温处理1-2h，然后以5-15℃/min的升温速率升温至160-220℃，保温处理50-70min，最后以10-20℃/min的升温速率升温至400-500℃，保温处理1-2h，继续升温至500-600℃，抽真空为0.003-0.007Pa时，100-120MPa下压制处理1-3h。本专利技术具有以下优点：本专利技术以铝锭、铜锭、硅、铌锭为原料，通过气雾化处理制得混合粉末，然后采用石墨烯进行改性，为了改善石墨烯的导电、导热性，本专利技术首先对石墨烯表面采用十二烷基苯磺酸钠进行改性，改善了石墨烯的分散性，然后对其表面进行镀镍处理，并将其与金属混合粉末混合球磨，然后依次进行预压、真空除气、热压处理，制得的电子封装材料组织均匀，致密性好，制得的电子封装材料导热系数为320W/m·k以上，热膨胀系数为16.3×10-6/K以下，拉伸强度为365MPa以上。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1一种基于石墨烯改性的低膨胀金属基电子封装材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将铝锭、铜锭、硅、铌锭混合均匀，进行气雾化处理制得金属混合粉末；其中，铝锭、铜锭、硅、铌锭的质量比为10：3.25：0.15：0.5；(2)将石墨烯、十二烷基苯磺酸钠、去离子水混合均匀，580rpm的转速下球磨10h，然后过滤，将固体干燥，制得预处理石墨烯；其中，所述石墨烯、十二烷基苯磺酸钠的质量比为1：0.03；(3)将上述制得的预处理石墨烯表面镀镍处理，并将镀镍后的石墨烯与步骤(1)制得的金属混合粉末和乙醇混合，500W下超声处理1h，过滤，并将固体干燥，制得混合粉末；其中，改性石墨烯、金属混合粉末的质量比为0.07:1；(4)将上述制得的混合粉末置于金属包套内，在100℃下进行压制处理3-5min，然后进行真空除气处理，最后在进行热压处理，制得电子封装材料；其中，所述热压处理的条件为：首先以10℃/min的速率升温至100℃，保温处理1h，然后以5℃/min的升温速率升温至160℃，保温处理50min，最后以10℃/min的升温速率升温至400℃，保温处理1h，继续升温至500℃，抽真空为0.003Pa时，100MPa下压制处理1h。实施例2一种基于石墨烯改性的低膨胀金属基电子封装材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将铝锭、铜锭、硅、铌锭混合均匀，进行气雾化处理制得金属混合粉末；其中，铝锭、铜锭、硅、铌锭的质量比为20：4.55：0.33：1；(2)将石墨烯、十二烷基苯磺酸钠、去离子水混合均匀，580rpm的转速下球磨15h，然后过滤，将固体干燥，制得预处理石墨烯；其中，所述石墨烯、十二烷基苯磺酸钠的质量比为1：0.09；(3)将上述制得的预处理石墨烯表面镀镍处理，并将镀镍后的石墨烯与步骤(1)制得的金属混合粉末和乙醇混合，1000W下超声处理6h，过滤，并将固体干燥，制得混合粉末；其中，改性石墨烯、金属混合粉末的质量比为0.13:1；(4)将上述制得的混合粉末置于金属包套内，在180℃下进行压制处理3-5min，然后进行真空除气处理，最后在进行热压处理，制得电子封装材料；其中，所述热压处理的条件为：首先以30℃/min的速率升温至120℃，保温处理2h，然后以15℃/min的升温速率升温至220℃，保温处理70min，最后以20℃/min的升温速率升温至500℃，保温处理2h，继续升温至600℃，抽真空为0.007Pa时，120MPa下压制处理3h。实施例3一种基于石墨烯改性的低膨胀金属基电子封装材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将铝锭、铜锭、硅、铌锭混合均匀，进行气雾化处理制得金属混合粉末；其中，铝锭、铜锭、硅、铌锭的质量比为12：3.45：0.2：0.6；(2)将石墨烯、十二烷基苯磺酸钠、去离子水混合均匀，580rpm的转速下球磨11h，然后过滤，将固体干燥，制得预处理石墨烯；其中，所述石墨烯、十二烷基苯磺酸钠的质量比为1：0.04；(3)将上述制得的预处理石墨烯表面镀镍处理，并将镀镍后的石墨烯与步骤(1)制得的金属混合粉末和乙醇混合，600W下超声处理2h，过滤，并将固体干燥，制得混合粉末；其中，改性石墨烯、金属混合粉末的质量比为0.08:1；(4)将上述制得的混合粉末置于金属包套内，在120℃下进行压制处理3-5min，然后进行真空除气处理，最后在进行热压处理，制得电子封装材料；其中，所述热压处理的条件为：首先以15℃/min的速率升温至100℃，保温处理1.2h，然后以10℃/min的升温速率升温至180℃，保温处理55min，最后以15℃/min的升温速率升温至400℃，保温处理1.2本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于石墨烯改性的低膨胀金属基电子封装材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将铝锭、铜锭、硅、铌锭混合均匀，进行气雾化处理制得金属混合粉末；(2)将石墨烯、十二烷基苯磺酸钠、去离子水混合均匀，580rpm的转速下球磨10‑15h，然后过滤，将固体干燥，制得预处理石墨烯；(3)将上述制得的预处理石墨烯表面镀镍处理，并将镀镍后的石墨烯与步骤(1)制得的金属混合粉末和乙醇混合，500‑1000W下超声处理1‑6h，过滤，并将固体干燥，制得混合粉末；(4)将上述制得的混合粉末置于金属包套内，在100‑180℃下进行压制处理3‑5min，然后进行真空除气处理，最后在进行热压处理，制得电子封装材料。
【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯改性的低膨胀金属基电子封装材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将铝锭、铜锭、硅、铌锭混合均匀，进行气雾化处理制得金属混合粉末；(2)将石墨烯、十二烷基苯磺酸钠、去离子水混合均匀，580rpm的转速下球磨10-15h，然后过滤，将固体干燥，制得预处理石墨烯；(3)将上述制得的预处理石墨烯表面镀镍处理，并将镀镍后的石墨烯与步骤(1)制得的金属混合粉末和乙醇混合，500-1000W下超声处理1-6h，过滤，并将固体干燥，制得混合粉末；(4)将上述制得的混合粉末置于金属包套内，在100-180℃下进行压制处理3-5min，然后进行真空除气处理，最后在进行热压处理，制得电子封装材料。2.如权利要求1所述的一种基于石墨烯改性的低膨胀金属基电子封装材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，铝锭、铜锭、硅、铌锭的质量比为(10-20)：(3.25-4.55)：(0.15-0.33)：(0.5-1)。3.如权利要求1所述的一种基于石墨烯改性的低膨胀金属基电子封装材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述气雾化处理的温度为600-8...
【专利技术属性】
技术研发人员：许文强，
申请(专利权)人：许文强，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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