无压浸渗法制备SiC。/Al电子封装基板及其性能
黄俊王晓刚朱明王明静
（西安科技大学材料科学与工程学院，西安710054）
任怀艳
文摘采用无压浸渗法制备出电子封装用高体积分数SiC。/AI复合材料基板，研究了主要合金元素对没渗过程的影响和SiC体积分数对复合材料热物理性能的影响。结果表明：合金中Mg元素能促进界面润湿， Si元素能减小有害界面反应的发生；随着SiC体积分数的增加，复合材料的热导率和线胀系数都呈下降趋势，
关键调SiC/Al，电子封装，无压漫渗
Properties of SiC,/Al Electronic Packaging Substrates
Fabricated by Pressureless Infiltrating
HuangJunWangXiaogang
ZhuMingWangMingjing
RenHuaiyan
(College of Materials Science and Engineering, Xi' an University of Science and Technology, Xi'an 710054)
Abstract Silicon carbide particle reinforced aluminum composite SiCp/Al was fabricated by pressureless infil tration technology. The effects of alloying elements on infiltration process were studied. The influence of SiC volume fraction on thermo-physical properties of composite was investigated as well. It was found that magnesium improved in terface wettability and silicon depressed the harmful interface reaction. With the increasing of SiC volume fraction, the values of thermal conductivity and linear expansion coefficient of the composite decreased. When the SiC volume frac-tion approached 65 percent, the decrease of thermal conductivity slowed down. When the SiC volume fraction ap proached 68 percent，linear expansion coefficient rapidly decreased.
KeywordsSiC/AlElectronicpackaging，Pressurelessinfiltration
0
引言
高体积分数SiC/AI复合材料具有高热导率、低线胀系数、低密度、良好的力学性能，且可通过调整 SiC体积分数和铝合金成分，以获得与芯片、集成电路、大功率器件的热物理性能相匹配，对这些器件起到封装、保护、散热的作用(1-2)。而传统的电子封装材料Cu-Mo、Cu-W等合金由于密度大,线胀系数与芯片不匹配，制备成本高，很难在工业上大规模运用。据文献[3]报道，美国TTC、CPS等公司的SiC./AI复合材料产品应用于LEO（Low-earth-orbit）、卫星PWB 基板、F-22Raptor（猛禽）、F-18Homet（大黄蜂）等军用飞机的无线遥控装置、发电机组及平视显示器仪表面板以及火星探路者和卡西尼号太空船等深太空探测器。电子封装用SiC./Al复合材料由于SiC分数很高，采用常规的粉末冶金，搅拌铸造等工艺很难实
收稿日期：2010-1201：修回日期；2011-01-11
基金项目：陕西省13115重大创新科技项目2007ZKC-03-04
现，国内外多采用设备复杂的气压浸渗法工艺研究。本文采用无压浸渗法，克服了SiC与铝液之间界面的不润湿性及高温发生界面反应(4-5)等困难，在无保护气氛下制备出各种体积分数的SiC/AI电子封装材
料，所用设备、原料价格低廉，工艺简单。 1实验
1.1材料的选取
实验所采用的SiC颗粒为β-SiC。β-SiC属立方晶系，与金刚石晶体结构相似，具有比普通α-SiC更高的热导率，更低的线胀系数[6]。SiC颗粒平均粒径为10μm，密度3.18g/cm。铝合金基体选用在中频感应熔炼炉中自行配制、熔炼的Al-10Si-4Mg特殊铝合金，密度约为2.57g/cm。黏结剂采用5%聚乙
烯醇水溶液，造孔剂选用可溶性淀粉。 1.2预制体的制备
作者简介：黄俊，1984年出生，硕土研究生，主要从事金属基复合材料的研究。E-mail：myway6357@163.com
— 46
万方数据
http：//www.yhelgy.com宇航材料工艺2011年第3期