一种电子封装用制造技术

本发明专利技术公开了一种电子封装用

【技术实现步骤摘要】
一种电子封装用4J50
‑
CNTs/Cu复合线材的制备方法


[0001]本专利技术属于电子封装
，具体涉及一种电子封装用
4J50
‑
CNTs/Cu
复合线材的制备方法
。

技术介绍

[0002]随着我国电子信息化建设和国防实力的逐步提升，对各类电子元器件的需求日益突出，对高性能电子元器件进口替代的需求不断增强
。
金属引线广泛应用于继电器
、
连接器
、
集成电路外壳等电子封装领域，是电子产品实现大负载
、
小型化的关键材料
。
封装材料的性能是提升封装效果的关键，这便要求封装材料具有较低的热膨胀系数和良好的气密性
。Fe
‑
Ni
系
4J50
定膨胀合金
(
可伐合金
)
的膨胀系数与软玻璃基本一致，常用作封接合金，铜具有良好的导电导热性能，以铜为芯材，外包覆钢，采用层状包覆制备技术所制备的
4J50/Cu
复合线材，兼容了铜的导电导热性能，常用作电子元器件封装引线
。
随着电子封装领域的不断拓宽及其需求量的迅速增长，对
4J50/Cu
复合线材的性能也提出来更高的要求，要求其不仅具有较低的热膨胀系数和良好的气密性，而且还要具有较高的强度和良好的导电导热性能
。
因此，急需开展新的制备技术，寻找新的掺杂源，来提高复合材料的综合性能
。
[0003]碳纳米管
(CNTs)
是由单层或多层石墨烯层围绕中心轴按一定的螺旋角卷曲而成的一维量子材料
。
因其具有高导热率
、
高载流子迁移率和高强度等特点，成为金属基复合材料的理想增强相
。
在
4J50/Cu
复合线材的铜芯中引入
CNTs
增强相，有望在保证其低膨胀系数的前提下，实现复合线材强度与电导的协同强化
。
然而，由于
CNTs
易团聚，以及
CNTs
与铜界面结合强度较差，使得
CNTs/Cu
复合材料的性能远达不到预期值
。
因此，如何实现
CNTs
在
4J50/Cu
复合线材的铜芯中均匀分散，以及如何改善碳纳米管与铜复合界面的结合强度，成为当前的主要研究方向
。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种电子封装用
4J50
‑
CNTs/Cu
复合线材的制备方法
。
该方法通过对
CNTs
进行表面改性，制得了
CNTs
分散均匀的
CNTs/Cu
复合粉体，而后通过放电等离子烧结制备了高致密度的
CNTs/Cu
复合块体，最后再结合层状包覆制备技术以及挤压拉拔等工艺，制备了
CNTs/Cu
复合线材，在保证不牺牲其原有气密性和低膨胀系数的前提下，显著提升了强度与导电导热性能
。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种电子封装用
4J50
‑
CNTs/Cu
复合线材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0006]步骤一
、
将碳纳米管粉末加入到去离子中，然后进行超声分散，得到前驱液；
[0007]步骤二
、
向步骤一中得到的前驱液中依次加入
Cu(NO3)2溶液和吐温，然后搅拌分散，再进行加热搅拌，得到混合前驱液；
[0008]步骤三
、
在加热搅拌条件下，向步骤二中得到的混合前驱液中缓慢滴加氨水溶液，然后恒温搅拌，得到反应液；
[0009]步骤四
、
将步骤三中得到的反应液进行过滤，然后将过滤产物采用去离子水多次清洗后冷冻干燥，得到氧化碳纳米管
/
氧化铜粉体；
[0010]步骤五
、
将步骤四中得到的氧化碳纳米管
/
氧化铜粉体在
H2‑
Ar
气氛进行加热还原，得到表面改性的碳纳米管复合粉体；
[0011]步骤六
、
将步骤五中得到的表面改性的碳纳米管复合粉体装入石墨模具中，然后进行放电等离子烧结，得到复合棒；
[0012]步骤七
、
将步骤六中得到的复合棒和
4J50
包套进行酸洗和烘干，然后将烘干后的复合棒装入烘干后的
4J50
包套中，再放置在液压机下进行液压压涨，得到复合锭；
[0013]步骤八
、
将步骤七中得到的复合锭进行冷等静压成型，得到成型件，然后进行热挤压加工，得到挤压棒坯；
[0014]步骤九
、
将步骤八中得到的挤压棒坯进行多道次拉拔，得到
4J50
‑
CNTs/Cu
复合线材
。
[0015]本专利技术将碳纳米管粉末超声分散后加入
Cu(NO3)2溶液和吐温搅拌均匀，然后在加热搅拌下缓慢滴加氨水溶液，作为还原剂，反应液中的铜离子与碳纳米管表面的官能团，靠异种电荷间的库伦引力，将铜离子吸附于碳纳米管表面，通过过滤和冷冻干燥，保证粉体疏松，防止碳纳米管堆叠，得到氧化碳纳米管
/
氧化铜粉体，通过将氧化碳纳米管
/
氧化铜粉体在
H2‑
Ar
气氛进行加热还原，防止大量氧化物存在会严重削弱基体导电性能，因此有必要进行还原热处理，经还原后得到表面改性的碳纳米管复合粉体，通过放电等离子烧结，得到复合棒，即复合线材的芯部材料，通过将烘干后的复合棒装入烘干后的
4J50
包套中，再进行液压压涨
、
冷等静压成型
、
热挤压
、
多道次拉拔和高真空退火，强化复合界面结合性能，得到不同尺寸规格的
4J50
‑
CNTs/Cu
复合线材
。
[0016]上述的一种电子封装用
4J50
‑
CNTs/Cu
复合线材的制备方法，其特征在于，步骤一中所述碳纳米管粉末的质量与去离子水的体积比为1～
1.6
：
200
，其中质量的单位为
g
，体积的单位为
mL
；所述超声分散的时间大于
20min。
本专利技术通过控制碳纳米管粉末的质量与去离子的体积比和超声分散的时间，保证碳纳米管均匀分散在溶剂中
。
[0017]上述的一种电子封装用
4J50
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电子封装用
4J50
‑
CNTs/Cu
复合线材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一
、
将碳纳米管粉末加入到去离子中，然后进行超声分散，得到前驱液；步骤二
、
向步骤一中得到的前驱液中依次加入
Cu(NO3)2溶液和吐温，然后搅拌分散，再进行加热搅拌，得到混合前驱液；步骤三
、
在加热搅拌条件下，向步骤二中得到的混合前驱液中缓慢滴加氨水溶液，然后恒温搅拌，得到反应液；步骤四
、
将步骤三中得到的反应液进行过滤，然后将过滤产物采用去离子水多次清洗后冷冻干燥，得到氧化碳纳米管
/
氧化铜粉体；步骤五
、
将步骤四中得到的氧化碳纳米管
/
氧化铜粉体在
H2‑
Ar
气氛进行加热还原，得到表面改性的碳纳米管复合粉体；步骤六
、
将步骤五中得到的表面改性的碳纳米管复合粉体装入石墨模具中，然后进行放电等离子烧结，得到复合棒；步骤七
、
将步骤六中得到的复合棒和
4J50
包套进行酸洗和烘干，然后将烘干后的复合棒装入烘干后的
4J50
包套中，再放置在液压机下进行液压压涨，得到复合锭；步骤八
、
将步骤七中得到的复合锭进行冷等静压成型，得到成型件，然后进行热挤压加工，得到挤压棒坯；步骤九
、
将步骤八中得到的挤压棒坯进行多道次拉拔，得到
4J50
‑
CNTs/Cu
复合线材
。2.
根据权利要求1所述的一种电子封装用
4J50
‑
CNTs/Cu
复合线材的制备方法，其特征在于，步骤一中所述碳纳米管粉末的质量与去离子水的体积比为1～
1.6
：
200
，其中质量的单位为
g
，体积的单位为
mL
；所述超声分散的时间大于
20min。3.
根据权利要求1所述的一种电子封装用
4J50
‑
CNTs/Cu
复合线材的制备方法，其特征在于，步骤二中所述
Cu(NO3)2溶液的体积
、
吐温的质量与步骤一中所述碳纳米管粉末的质量比为
1000
～
1100
：
0.5
～1：1～
1.6
，其中质量的单位为
g
，体积的单位为
mL
，所述
Cu(NO3)2溶液的浓度为
0.12g/...

【专利技术属性】
技术研发人员：段涛，张瑞刚，郭阳阳，张蔚冉，安玉姣，卢金文，李进，
申请(专利权)人：西安瑞鑫科金属材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：