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随着电子信息产业的高速发展,传统电子封装材料难以满足现代电子产品对散热性和轻量化的要求,电子信息产业急需具备热膨胀系数低,热导率高,密度低,制备工艺简单的优异综合性能的新一代电子封装材料。高硅铝合金是新型高硅含量的硅铝复合材料,其热导率较高,可通过改变Si的含量调节复合材料的热膨胀系数及其他各项性能,并且密度低,比强度较高,镀覆性能好,易于与基材焊接,适用于精密加工,在电子封装领域有广阔的应用前景。本文采用粉末冶金工艺制备了Si含量质量百分比不低于40%的Al-Si合金,对材料的冷压压制工艺和液相反应烧结工艺以及制备的合金的微观组织与热物理性能进行了研究。对不同Si含量Al/Si混合粉末进行冷压压制,研究粉末致密化机理,并采用黄培云压制方程分析粉末压制特性。结果表明,粉末的致密化行为分为颗粒的重排阶段、弹塑性变形阶段以及粉末整体塑形变形阶段。Si含量提高使得粉末非线性硬化指数m逐渐提高,压制模量M也逐渐提高,Al-70Si粉末的m值为2.553,M值为353.183MPa。压制压力影响粉末颗粒的变形行为,高径比影响冷压坯所受摩擦力,以此来影响粉末致密化过程。对不同Si含量Al-Si合金冷压坯进行700℃保温1h的液相烧结,研究Si含量对烧结坯显微组织、断口形貌及性能的影响,并和理论模型作对比分析。结果表明,Si含量提高使得细小Si颗粒由沿{111}晶面生长为板条状,变为在大尺寸Si颗粒表面析出,进一步Si颗粒将相互接触搭接长大。高硅铝合金的断裂是由Al基体的韧性断裂和Si颗粒的脆性解理断裂共同构成的,Si含量提高使韧性断裂减少,Si颗粒的脆性断裂占比提高。随着Si含量提高,材料热导率先增加后减少,并且均小于理论模型,其中Al-50Si热导率最接近与理论值。随着Si含量提高,材料热膨胀系数逐渐降低,低膨胀率的Si含量提高,限制了高硅铝合金的膨胀。对Al-50Si合金进行不同烧结温度保温1h和750℃保温不同时间的液相烧结,研究烧结工艺对烧结坯的显微组织和性能的影响。结果表明,Al-Si液相烧结过程可分为三个阶段:液相初始形成阶段、颗粒重排和快速致密阶段以及缓慢致密阶段。液相反应烧结温度下Si原子扩散,和Al基体发生共晶反应,生成Al(Si)(L)液相,随着温度升高,Si原子扩散速率加快,液相生成速率提高,并且液相粘度降低,对Si颗粒润湿性提高。尺寸较小的Si颗粒的原子倾向于溶于Al(Si)(L)液相,并扩散至大颗粒Si表面析出,使得大颗粒Si钝化,并不断长大,直至形成搭接的网络状结构。根据不同Si含量、不同烧结温度及保温时间制备的高硅铝合金组织和性能对比,发现在烧结温度750℃下保温1h制备的Al-50Si合金组织中Si颗粒形貌近于球状,弥散分布,且综合性能最为优异,致密度为98.46%,热导率为136.1W/(m·K),热膨胀系数为10.7×10-6K-1,显微维氏硬度为159.7。