The preparation method of a Si_Al electronic packaging material is characterized in that the Si_Al powder with different composition is fed into the spray deposition atomization cone by a uniaxial powder feeding device and deposited on the deposition disk together with the atomized melt to form a Si_Al electronic packaging material with Si content meeting the design requirements. Compared with the traditional spray deposition technology, the process of the invention is simple and easy to operate. The properties of the billet developed by the spray deposition powder feeding process have been effectively improved, which provides more nucleation cores for the solidification of primary silicon of Si_Al alloy, improves the melt nucleation rate, reduces the temperature of the spray deposition billet, and the prepared packaging material has excellent properties, and the size of primary silicon is small. The powder feeding process of the invention is particularly suitable for the silicon-aluminum alloy with a silicon content between 27% and 70%.
【技术实现步骤摘要】
一种Si-Al电子封装材料的制备方法
本专利技术属于合金
,涉及一种封装材料,具体涉及一种Si-Al电子封装材料的制备方法。
技术介绍
理想的封装材料应具有与砷化镓和硅等典型半导体材料相匹配或略高的热膨胀系数(7~13×10-6/K)、高的热传导率(≥100W/(m·K))和低密度(≤3g/cm3)。此外,封装材料还应具有合理的强度(>130MPa),可以为机械作用敏感的部件、基板提供足够的机械支撑。此外,材料还应易于进行精密加工成形,其最小的壁厚在1mm左右,最小的螺纹孔直径为1.6mm。由于集成电路集成度的迅猛增加,导致芯片发热量急剧上升,芯片寿命下降。据报道,温度每升高10℃,GaAs或Si半导体芯片因寿命的缩短而产生的失效就为原来的三倍。这是由在微电子集成电路以及大功率整流器件中,材料之间散热性能不佳而导致的热疲劳以及热膨胀系数不匹配而产生的热应力所引起的,解决该问题的重要手段就是使用新的性能更好的封装材料并改进封装工艺。封装材料起支撑和保护半导体芯片和电子电路作用,以及辅助散失电路工作中产生热量的作用。热膨胀系数、导热性能和比重是发展现代电子封装材料所必须考虑的三大基本要素。国内外最新研究表明,含硅量超过50%的超高硅铝合金构件可以满足上述要求。喷射成形超高硅铝合金(Si含量超过50wt%)是此类构件的首选材料。喷射成形的快速凝固与沉积的冲击破碎特性,使其制备的材料具有组织细小、成分均匀等特征。喷射成形Si-Al合金初生硅相为30-50μm,膨胀系数17×10-6/K以下,导热率大于120W/(m·K),这些性能极好地满足了高集成电路 ...
【技术保护点】
1.一种Si‑Al电子封装材料的的制备方法,其特征在于包括以下步骤:1)将铝锭放入中频感应炉中,加入纯硅,通电直至原材料溶化成液体;2)将熔体升温至1000℃~1500℃,断电静置并将熔体并充分搅拌;3)待熔体温度降至900℃~1400℃时,将事先配好的按熔体重量百分比为0.5~0.7%含Zr变质剂压入熔体中进行变质处理;4)静置10~20min后,采用C2Cl6和精炼剂对硅铝熔体进行除气精炼,结束后对熔体进行扒渣;5)将熔体温度升至1000℃‑1500℃,将熔体倾入导流槽中进行雾化;6)打开送粉器,将预先处理过的Si‑Al粉末按熔体重量的20%‑30%比例送入喷射沉积腔的雾化锥内,与雾化液滴混合沉积到沉积盘上,最终制成坯锭;7)将制成的坯锭车皮去端面后,进行热等静压处理,保温保压后随炉冷却,即得到硅铝合金。
【技术特征摘要】
1.一种Si-Al电子封装材料的的制备方法,其特征在于包括以下步骤:1)将铝锭放入中频感应炉中,加入纯硅,通电直至原材料溶化成液体;2)将熔体升温至1000℃~1500℃,断电静置并将熔体并充分搅拌;3)待熔体温度降至900℃~1400℃时,将事先配好的按熔体重量百分比为0.5~0.7%含Zr变质剂压入熔体中进行变质处理;4)静置10~20min后,采用C2Cl6和精炼剂对硅铝熔体进行除气精炼,结束后对熔体进行扒渣;5)将熔体温度升至1000℃-1500℃,将熔体倾入导流槽中进行雾化;6)打开送粉器,将预先处理过的Si-Al粉末按熔体重量的20%-30%比例送入喷射沉积腔的雾化锥内,与雾化液滴混合沉积到沉积盘上,最终制成坯锭;7)将制成的坯锭车皮去端面后,进行热等静压处理,保温保压后随炉冷却,即得到硅铝合金。2.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员:章国伟,陈伟,韩震,杜喜望,辛海鹰,翟景,马波,马力,
申请(专利权)人:中国兵器科学研究院宁波分院,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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