[00125797]低成本、高性能SiC/M微電子封裝材料的研究

碳化硅鋁基復合材料具有高導熱率,低熱膨脹系數的特點,滿足電子封裝材料的性能要求。噴涂SiCp/Al電子封裝材料是由鋁和鋁合金基體和SiC顆粒組成,具有廣泛的應用前景。 利用亞音速火焰噴涂技術制備了高體積分數和符合電子封裝材料性能要求的SiCp/Al電子封裝材料,闡述了噴涂工藝對SiCp/Al電子封裝材料組織結構的影響;分析了熱壓工藝對SiCp/Al電子封裝材料組織結構和熱物性的作用,對SiCp/Al電子封裝材料的組織結構和熱物性進行了全面的測試和分析。結果表明：隨噴涂距離的減小,材料中的SiC顆粒的體積分數在增加;隨著壓縮空氣壓力的減小,材料中SiC顆粒的體積分數在減小;隨著乙炔壓力的增大,材料中的SiC顆粒的體積分數在增加。隨著熱壓溫度升高或熱壓壓力的增大,材料的密度在逐漸增大,最終趨于定值。經過熱壓處理后材料內氣孔的數量明顯減少,組織更加致密、顆粒分布更加均勻。結果表明：SiCp/Al電子封裝材料中主要是由SiC和Al兩相組成,此外還有微量的Al2O3生成。所制備的材料組織致密、顆粒分布均勻,SiC和Al界面結合良好。在封裝材料內部,存在著一定量微小的氣孔及納米尺度的Al晶粒和顆粒,空位、位錯和微孔是Al中的主要缺陷;位錯、層錯和微裂紋是SiC中的主要缺陷;SiC和Al存在一定的界面關系。結果還表明：隨著溫度的降低、SiC顆粒體積分數和孔隙率的增大,封裝材料熱膨脹系數在逐漸降低。與未熱壓封裝材料的熱膨脹系數和導熱率相比,熱壓處理后封裝材料熱膨脹系數和熱導率都明顯提高,并且熱壓處理后封裝材料的熱導率隨著SiC顆粒的體積分數的增大而減小。