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1、高硅鋁合金輕質(zhì)電子封裝材料研究現(xiàn)狀及進(jìn)展本文由446251256貢獻(xiàn)pdf文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。高硅鋁合金輕質(zhì)電子封裝材料研究現(xiàn)狀及進(jìn)展甘衛(wèi)平子高硅鋁合金輕質(zhì)電子封裝材料研究現(xiàn)狀及進(jìn)展甘衛(wèi)平陳招科楊伏良,周兆鋒中南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院長(zhǎng)沙摘要關(guān)銳詞蛛合比杖了現(xiàn)有電子封裝材樸的性能及其在航空航天領(lǐng)城中的應(yīng)用現(xiàn)狀杖詳細(xì)地闡述了高硅鋁合金,、電子封裝材料的性能特點(diǎn)制備方法及研究現(xiàn)狀指出了高硅鋁合金輕質(zhì)電子封裝材料的發(fā)展方向,。電子封裝輕質(zhì)高硅鋁合金噴射沉積,氏,而,垃,,,而,,前官由于集成電
2、路的集成度迅猛增加導(dǎo)致了芯片發(fā)熱量急劇,,以及用做基片的刃。一、等陶瓷材料其熱膨脹系數(shù)。,值處于其之間而具有高導(dǎo)熱系數(shù)的一‘,和值卻高達(dá),會(huì)導(dǎo)致不能接受的大的熱應(yīng)。一上升,使得芯片壽命下降據(jù)介紹溫度每升高,℃,或力而這些熱應(yīng)力正是集成電路和墓板產(chǎn)生脆性裂紋的一個(gè)普,徽波電路壽命的縮短就為原來的倍〔,,一們這都是由于在徽遍原因可伐合金,一種一合金和因瓦合金,電子集成電路以及大功率整流器件中材料之間熱膨脹系數(shù)的不匹配而引起的熱應(yīng)力以及散熱性能不佳而導(dǎo)致的熱疲勞所引一種一合金的熱膨脹系數(shù)低與,和、相近但,、這兩種材料熱導(dǎo)率差密度高剛度低,。、,起的失
3、效、解決該問題的重要手段即是進(jìn)行合理的封裝、作為航空電子封裝材料是不適宜的特別是小型電子封裝器件密度高熱、所謂封裝是指支撐和保護(hù)半導(dǎo)體芯片和電子電路的基片底板外殼同時(shí)還起著輔助散失電路工作中產(chǎn)生的熱,集中不易擴(kuò)散對(duì)于封裝材料是致命的缺點(diǎn)鑰鎢、、的作,以及隨之發(fā)展的鎢銅相銅銅因瓦銅銅相銅合金在熱傳導(dǎo)方、用、。用于封裝的材料稱為電子封裝材料作為理想的電子封裝幻面優(yōu)于可伐合金但其重量比可伐合金大也不適合應(yīng)用于航空,,材料必須滿足以下幾個(gè)羞本要求,,,,①低的熱膨脹系數(shù)能與電子封裝材料。芯片相匹配以免工作時(shí)兩者熱膨脹系數(shù)差異熱應(yīng)力,,輕質(zhì)電子封裝材料在
4、航空航天飛行器領(lǐng)域使用的電子系統(tǒng)中在滿足電子封,而使芯片受損②導(dǎo)熱性能好能及時(shí)將半導(dǎo)體工作產(chǎn)生的大量熱量散發(fā)出去保護(hù)芯片不因溫度過高而失效③氣密性好能抵御高溫高濕腐蝕輻射等有害環(huán)境對(duì)電子器件的影響,④強(qiáng)、、裝材料的其它基本要求的同時(shí)輕質(zhì)低密度是最首要的問題因,。、為每增加飛行器上每,甚至是,重都要付出昂貴的代價(jià),。據(jù)統(tǒng)計(jì)在,,。度和剛度高對(duì)芯片起到支撐和保護(hù)的作用⑤良好的加工成型,有效負(fù)載的成本高達(dá)“,?！庇㈡^對(duì)于通訊由此可、、和焊接性能以便于加工成各種復(fù)雜的形狀和封裝⑥性能可,衛(wèi)星就更要高出,倍實(shí)際上是克克計(jì)效的狀況、靠成本低廉⑦對(duì)于應(yīng)用于航
5、空航天領(lǐng)域及其他便攜式電子器,見前面所述的傳統(tǒng)電子封裝材料像因瓦可伐相銅鎢銅及件中的電子封裝材料的密度要求盡可能的小以減輕器件的重,相關(guān)系列材料由于具有極高的比重都不適宜應(yīng)用于航空航天,量?！愁I(lǐng)域。電子封裝材料的發(fā)展概況常用電子封裝材料表列出了芯片材料,、而對(duì)于表,中所提到的類輕質(zhì)低密電子封裝材料中氮,,化鋁的熱膨脹系數(shù)與題的熱膨脹系數(shù)與,,十分相近且氮化鋁的剛度和密度較,低使其非常適合用于電子封裝然而它也存在不能電鍍的問以及一些常用電子封裝材,相近也具有良好的熱傳導(dǎo)性等,,料相關(guān)主要性能指標(biāo)由表可以看出作為芯片用材料的甘衛(wèi)平,,,和其它優(yōu)良
6、性能可是這種材料有劇毒不符合現(xiàn)代材料研究中一年生男教投主要從事電子封裝材料等方面的研究材料導(dǎo)報(bào)對(duì)環(huán)境友好性的要求因而限制了它的應(yīng)用,。年月第卷第期而金屬基,高硅鋁合金封裝材料作為輕質(zhì)電子封裝材料才優(yōu)點(diǎn)突出其表現(xiàn)在一是通過改變合金成分可實(shí)現(xiàn)材料物理性能設(shè)計(jì)二是該類材料是飛行器用質(zhì)量最輕的金屬基電子封裝材料兼有優(yōu)異的綜合性能三是可實(shí)現(xiàn)低成本要求。復(fù)合材料密度小于數(shù)為一‘,,,熱導(dǎo)率為熱膨脹系,,,是較為理想的輕質(zhì)電子封裝材料但其由于,,,,存在加工難度大作為大規(guī)格殼體和蓋板封裝材料難于成形加工后電鍍效果不佳且加工成本高因此應(yīng)用上也受到限制,。表材料
7、常用電子封裝材料主要性能指標(biāo)密度戶‘,高硅鋁合金電子封裝材料制備技術(shù)現(xiàn)狀由于高硅鋁合金硅含量高達(dá),,的熱導(dǎo)率熱膨脹系數(shù)一‘而且隨著硅含,,,量的不斷增加初晶硅和共晶硅的組織變得愈粗大導(dǎo)致材料韌性塑性更差材料更脆更難于加工成型,,,、。因此如何采用先進(jìn)、工藝技術(shù)加工成型提高和改善硅粒子形態(tài)大小和分布以致,最終制作出能滿足航空航天用途的綜合性能優(yōu)異的電子封裝材料是近年內(nèi)國(guó)內(nèi)外材料研究者研究的重點(diǎn),,。目前高硅鋁合金工藝制作方法主要有以下幾種。門,熔鑄法熔煉鑄造方法是制造大多數(shù)合金材料使用的最廣泛的一種、方法其設(shè)備簡(jiǎn)單成本低可實(shí)現(xiàn)大批量工業(yè)化生產(chǎn)主要
8、有一,,般普通鑄造方法和特種鑄造如攪拌鑄造等方法,、。而對(duì)于高硅鋁,合金材料其性能在很大程度上與初晶硅共晶硅的尺寸形態(tài)有關(guān)若其尺寸粗大則所獲材料性能就
