本发明专利技术提供了一种高性能Diamond/SiC电子封装材料的制备工艺，其特征是首先按重量百分比，将10～15%的粘接剂，5～20%的石墨，20～40%的硅粉，30～60%的金刚石颗粒湿混，混合时间16～24h。然后在10～50MPa压力和150℃的温度下温压成形获得复合材料毛坯。在氩气保护气氛中1100℃烧结24h，随炉冷却后得到具有一定强度和孔隙度的Diamond/Si/C多孔基体。然后将气相渗透的渗料置于石墨坩埚中，将所制备的Diamond/Si/C多孔基体置于该石墨坩埚上，然后整体置于高真空烧结炉中进行真空气相渗透1-2h，渗透温度1500～1650℃，真空度-0.08～-0.01MPa。随炉冷却后即可获得致密的Diamond/SiC电子封装材料。本发明专利技术是一种周期短、工艺简单、设备要求较低、成本低，并可制备复杂形状致密Diamond/SiC电子封装材料的方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于一种电子封装材料的制备方法，特别涉及一种高性能Diamond/SiC电子封装材料的制备方法。
技术介绍
科技发展使电子封装材料在近几年迅速发展，各种体积微小，功能强大的电子元器件在各行各业中发挥着极其重要的作用。集成电路未来必将朝着大功率、小型化、轻量化、高密度组装化、低成本、高性能和高可靠性的方向发展。然而高集成度和高功率必然会导致集成电路的高发热率，极大的热量会严重影响了电子器件的稳定性和寿命。采用具有高热导率、低热膨胀系数、高热稳定性的电子封装材料对电子元件进行封装，可以解决这个问题。传统封装材料由于各种不足之处而逐渐被SiC/Cu、SiC/Al、Si/Al等金属基电子封装材料取代。金属基电子封装材料的综合性能获得了电子行业充分的肯定，但是它们的热物理性能也很有限。为了满足未来高集成度、高发热电子元器件的要求，必须开发新型高热导、高稳定性的电子封装材料，Diamond/SiC电子封装材料可满足未来电子工业发展的需求。目前制备Diamond/SiC电子封装材料的工艺方法主要有高温高压反应烧结法、高温高压液相熔渗法、热等静压法、先驱体转化法等，这些方法要么对设备要求高，产品形状简单， 需要进行后续加工，而高硬度和低导电性使其加工成本大幅提高；要么工艺周期很长，材料致密度不高，难以获得高致密度高热导率的Diamond/SiC电子封装材料。此类方法的成本很高，难以实现产业化。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有制备Diamond/SiC电子封装材料方法存在的不足， 提供一种Diamond/SiC电子封装材料的制备方法，该方法可在较短工艺周期内获得具有高致密度、较复杂形状、高性能的Diamond/SiC电子封装材料零件。本专利技术是通过以下技术方案实现的一种高性能Diamond/SiC电子封装材料的制备方法，包括步骤制备Diamond/Si/C多孔基体，将气相渗透的渗料纯硅置于石墨坩埚中，将所制备的Diamond/Si/C多孔基体置于该石墨坩埚上，然后整体置于高真空烧结炉中进行真空气相渗透l_2h，渗透温度1500 1650°C，真空度-0. 08 -0. OlMPa,随炉冷却后即可获得致密的Diamond/SiC电子封装材料。所述气相渗透的渗料为纯硅，使用纯硅可与多孔基体内碳充分反应生成碳化硅， 形成金刚石-碳化硅复合材料，相容性和稳定性更好，而且不会引入杂质。所述Diamond/Si/C多孔基体的制备方法包括步骤按重量百分比，将10 15% 的粘接剂，5 20%的石墨，20 40%的硅粉，30 60%的金刚石颗粒湿混，混合时间16 24h ；然后在10 50ΜΙ^压力和150°C的温度下温压成形获得复合材料毛坯；在氩气保护气氛中1100°C烧结Mh，随炉冷却后得到具有一定强度和孔隙度的Diamond/Si/C多孔基体。所述粘接剂为酚醛树脂，硅粉粒径-300目，金刚石颗粒粒径为-500目或-100目， 湿混的溶剂为无水乙醇或丙酮。本专利技术的优点在于(1)气相渗透工艺可制备高性能Diamond/SiC电子封装材料。由气相渗透工艺制备的Diamond/SiC电子封装材料内部组织均勻，结合紧密，可保证Diamond/SiC电子封装材料较高的力学性能；金刚石在热处理过程中损伤较小，可保证Diamond/SiC电子封装材料较高的热性能；(2)根据Diamond/SiC电子封装材料零件形状，可以采用模形或粉末注射成形工艺制备Diamond/Si/C多孔基体，实现复杂零件的近净成形，避免非常困难的后续加工， 因此该方法可实现复杂形状Diamond/SiC零件的低成本制备，对于推动Diamond/SiC电子封装材料的发展与应用具有重要作用；(3)原料经混合、压制、烧结后获得的Diamond/Si/C多孔坯体通过一次周期为 l-2h的气相渗透处理即可获得致密化的Diamond/SiC电子封装材料，材料制备工艺简单， 制备周期较短，适合于批量化生产。附图说明图1本专利技术制备的Diamond/SiC电子封装材料的截面扫描电镜形貌。图2本专利技术制备的Diamond/SiC电子封装材料的断面扫面电镜形貌。具体实施例方式实施例1按重量百分比，将15%的粘接剂酚醛树脂，15%的石墨，40%的粒径-300目硅粉，30%粒径为-100目的金刚石颗粒湿混，混合时间16h。然后在IOMI^a压力和150°C的温度下温压成形获得复合材料毛坯。在氩气保护气氛中1100°C烧结Mh，随炉冷却后得到密度为3. 07g/ cm3 的 Diamond/Si/C 多孔基体。将气相渗透的渗料纯硅置于石墨坩埚中，将所制备的Diamond/Si/C多孔基体置于该石墨坩埚上，然后整体置于高真空烧结炉中进行真空气相渗透lh，渗透温度1500°C， 真空度-0. OlMPa0随炉冷却后即可获得致密度为99. 6%的Diamond/SiC电子封装材料。实施例2按重量百分比，将15%的粘接剂酚醛树脂，10%的石墨，35%粒径-300目的硅粉，40%粒径为-100目的金刚石颗粒湿混，混合时间Mh。然后在30ΜΙ^压力和150°C的温度下温压成形获得复合材料毛坯。在氩气保护气氛中1100°C烧结Mh，随炉冷却后得到密度为3. 24g/ cm3 的 Diamond/Si/C 多孔基体。将气相渗透的渗料纯硅置于石墨坩埚中，将所制备的Diamond/Si/C多孔基体置于该石墨坩埚上，然后整体置于高真空烧结炉中进行真空气相渗透2h，渗透温度1650°C， 真空度-0. 08MPa。随炉冷却后即可获得致密度为99. 8%的Diamond/SiC电子封装材料。实施例3按重量百分比，将10%的粘接剂酚醛树脂，20%的石墨，40%粒径-300目的硅粉，30%粒径为-500目的金刚石颗粒湿混，混合时间Mh。然后在30ΜΙ^压力和150°C的温度下温压成形获得复合材料毛坯。在氩气保护气氛中1100°C烧结24h，随炉冷却后得到密度为3. 12g/ cm3 的 Diamond/Si/C 多孔基体。将气相渗透的渗料纯硅置于石墨坩埚中，将所制备的Diamond/Si/C多孔基体置于该石墨坩埚上，然后整体置于高真空烧结炉中进行真空气相渗透2h，渗透温度1650°C， 真空度-0. 08MPa。随炉冷却后即可获得致密度为99. 2%的Diamond/SiC电子封装材料。实施例4按重量百分比，将15%的粘接剂酚醛树脂，5%的石墨，20%粒径-300目的硅粉，60%粒径为-500目的金刚石颗粒湿混，混合时间Mh。然后在50MPa压力和150°C的温度下温压成形获得复合材料毛坯。在氩气保护气氛中1100°C烧结Mh，随炉冷却后得到密度为3. 53g/ cm3 的 Diamond/Si/C 多孔基体。将气相渗透的渗料纯硅置于石墨坩埚中，将所制备的Diamond/Si/C多孔基体置于该石墨坩埚上，然后整体置于高真空烧结炉中进行真空气相渗透2h，渗透温度1650°C， 真空度-0. OlMPa0随炉冷却后即可获得致密度为99. 8%的Diamond/SiC电子封装材料。本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种高性能Ｄｉａｍｏｎｄ／ＳｉＣ电子封装材料的制备方法，其特征在于，所述的高性能Ｄｉａｍｏｎｄ／ＳｉＣ电子封装材料的制备方法包括：制备的Ｄｉａｍｏｎｄ／Ｓｉ／Ｃ多孔基体，将气相渗透的渗料纯硅置于石墨坩埚中，将所制备的Ｄｉａｍｏｎｄ／Ｓｉ／Ｃ多孔基体置于该石墨坩埚上，然后整体置于高真空烧结炉中进行真空气相渗透１－２ｈ，渗透温度１５００～１６５０℃，真空度－０．０８～－０．０１ＭＰａ，随炉冷却后即可获得致密的Ｄｉａｍｏｎｄ／ＳｉＣ电子封装材料。
【技术特征摘要】
1.一种高性能Diamond/SiC电子封装材料的制备方法，其特征在于，所述的高性能 Diamond/SiC电子封装材料的制备方法包括制备的Diamond/Si/C多孔基体，将气相渗透的渗料纯硅置于石墨坩埚中，将所制备的Diamond/Si/C多孔基体置于该石墨坩埚上， 然后整体置于高真空烧结炉中进行真空气相渗透l_2h，渗透温度1500 1650°C，真空度-0. 08 -0. OlMPa,随炉冷却后即可获得致密的Diamond/SiC电子封装材料。2.根据权利要求1所述的高性能Diamond/SiC电子封装材料的制备方法，其特征在于， 所述Diamond/Si/C多孔基体的制备方法包括步骤按重量百分比，将10 15%的粘接剂， 5 20%的石墨，20 40%...
【专利技术属性】
技术研发人员：何新波，杨振亮，吴茂，刘荣军，任淑彬，曲选辉，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：11
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