高硅鋁合金輕質電子封裝材料研究現(xiàn)狀及進展

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2、路的集成度迅猛增加導致了芯片發(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熱系數(shù)的一‘,和值卻高達,會導致不能接受的大的熱應。一上升,使得芯片壽命下降據(jù)介紹溫度每升高,℃,或力而這些熱應力正是集成電路和墓板產(chǎn)生脆性裂紋的一個普,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力以及散熱性能不佳而導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半導體芯片和電子電路的基片底板外殼同時還起著輔助散失電路工作中產(chǎn)生的熱,集中不易擴散對于封裝材料是致命的缺點鑰鎢、、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用于航空,,材料必須滿足以下幾個羞本要求,,,,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兩者熱膨脹系數(shù)差異熱應力,,輕質電子封裝材料在

4、航空航天飛行器領域使用的電子系統(tǒng)中在滿足電子封,而使芯片受損②導熱性能好能及時將半導體工作產(chǎn)生的大量熱量散發(fā)出去保護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)境對電子器件的影響,④強、、裝材料的其它基本要求的同時輕質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,。據(jù)統(tǒng)計在,,。度和剛度高對芯片起到支撐和保護的作用⑤良好的加工成型,有效負載的成本高達“,?！庇㈡^對于通訊由此可、、和焊接性能以便于加工成各種復雜的形狀和封裝⑥性能可,衛(wèi)星就更要高出,倍實際上是克克計效的狀況、靠成本低廉⑦對于應用于航

5、空航天領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,相關系列材料由于具有極高的比重都不適宜應用于航空航天,量?！愁I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,、而對于表,中所提到的類輕質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性等,,料相關主要性能指標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報對環(huán)境友好性的要求因而限制了它的應用,。年月第卷第期而金屬基,高硅鋁合金封裝材料作為輕質電子封裝材料才優(yōu)點突出其表現(xiàn)在一是通過改變合金成分可實現(xiàn)材料物理性能設計二是該類材料是飛行器用質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現(xiàn)低成本要求。復合材料密度小于數(shù)為一‘,,,熱導率為熱膨脹系,,,是較為理想的輕質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密度戶‘,高硅鋁合金電子封裝材料制備技術現(xiàn)狀由于高硅鋁合金硅含量高達,,的熱導率熱膨脹系數(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、工藝技術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)國內(nèi)外材料研究者研究的重點,,。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、方法其設備簡單成本低可實現(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)有關若其尺寸粗大則所獲材料性能就