專利名稱：一種噴涂SiC/Al復合材料的制備工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種噴涂SiC/AI復合材料的制備工藝方法，屬于新材料領域。
背景技術：
電子封裝就是把構成電子器件或集成電路的各個部件按規定的要求實現合理配 置、組裝、鍵合、連接、與環境隔離和保護等操作工藝，達到防止水分、塵埃及有害氣體對電 子器件或集成電路的浸入，減緩震動、防止外力損傷和穩定元件參數的目的。同時對該類材 料要求是具備較高的熱導率、與芯片相近的熱膨脹系數，一定的剛度和強度，以及良好的 二次加工性能。傳統的電子封裝材料有三類塑料封裝材料、陶瓷封裝材料和金屬封裝材料β3]。 用量較大、發展較快的是塑料封裝材料。它主要是由熱固性塑料，包括酚醛類、樹脂類、環氧 類和有機硅類。由于陶瓷材料的強度高、耐濕性和氣密性好，在航天和軍事工程中得到了一 定程度的應用。金屬封裝材料主要以鈹、銅、鋁、鎢、鉬、柯瓦和銦瓦合金等材料。但是，這些 一般只能滿足封裝材料的某一項性能或幾項性能的要求，而難以同時滿足其所有的要求。 如Al、Cu等金屬的熱導率較高，但熱膨脹系數高且強度低；Irwar和Kovar合金的加工性能 好，熱膨脹系數低，但導熱性能差；W和Mo的熱膨脹系數小，導熱性能優于Irwar和Kovar合 金，但價格較高，加工困難，可焊性差，密度高。

發明內容
為了克服現有的電子封裝材料的缺點，本專利提供了一種簡單、廉價、易行且性能 夠滿足要求的制備SiC/AI復合材料的工藝方法。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是利用廉價的Al和SiC、Cu粉末和高 速火焰噴涂設備，通過優化設計的方法確定兩者的混合比例、噴涂工藝參數，制備高體積分 數的SiC/Al，SiC/Cu電子封裝材料。利用稀土和熱壓技術增強電子封裝材料的密度，通過 控制噴涂氣體種類、流量來控制火焰的溫度。將噴涂而成的SiC/AI復合材料進行熱壓，最 終制備出符合電子封裝性能要求的復合材料。本發明的有益效果是，由于采用高速火焰熱噴涂技術，大大降低了成本，操作簡 單；石墨基板易于形成各種形狀，噴涂SiC/AI復合材料易于形成近終型。


附圖為噴涂SiC/AI復合材料的制備工藝流程圖
具體實施例方式將3 7比例的Al粉和SiC粉混合，并加入混合粉總量1. 5%硬脂酸作為過程控 制劑后，進行球磨處理。球磨后的SiC/AI復合粉被放入烘干箱中在150°C下烘干。利用 CP-1000高速火焰噴涂設備，在噴涂距離200mm、乙炔壓力0. 07MPa、壓縮空氣壓力0. 08MPa下，將復合粉沉積到經過預熱250°C的石墨板上，待噴涂材料達到所需要的厚度時，停止噴 涂并迅速冷卻，借助石墨與噴涂材料熱膨脹系數的不同，將復合材料板從石墨上剝離下來。 然后將該噴涂復合材料板加熱到550°C溫度，并施以一定壓力400MPa，在保溫15分鐘后即 得到所制備的噴涂SiC/Al復合材料。
權利要求
1.一種SiC/Al復合材料的制備工藝，其特征是，采用噴涂方法制備。
2.根據專利1的SiC/Al復合材料的制備工藝，其特征是，Al粉為純度大于99%的球 形顆粒，粒度為40 μ m。
3.根據專利要求1的SiC/Al復合材料的制備工藝，其特征是，α-SiC粉為純度大于 98 %的不規則形狀綠色顆粒，粒度為40 μ m 20 μ m。
4.根據專利要求1的SiC/Al復合材料的制備工藝，其特征是，Al和SiC混粉比例 3 7，并加入1.5%的硬脂酸作為過程控制劑。
5.根據專利要求4的Al和SiC的混合后需球磨，其特征是，球磨時間5小時、球料比 5 I0
6.根據專利要求1的SiC/Al復合材料的制備工藝，其特征是噴涂工藝為噴涂距離 200mm、乙炔壓力0. 07Mpa、壓縮空氣壓力0. 08Mpa。
7.根據專利要求1的SiC/Al復合材料的制備工藝，其特征是熱壓工藝為熱壓溫度 550°C、熱壓壓力400MPa、保壓時間15分鐘。全文摘要
本發明提供了一種簡單、廉價、易行且性能夠滿足要求的制備SiC/Al復合材料的工藝方法。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是利用廉價的Al和SiC、Cu粉末和高速火焰噴涂設備，通過優化設計的方法確定兩者的混合比例、噴涂工藝參數，制備高體積分數的SiC/Al，SiC/Cu電子封裝材料。利用稀土和熱壓技術增強電子封裝材料的密度，通過控制噴涂氣體種類、流量來控制火焰的溫度。將噴涂而成的SiC/Al復合材料進行熱壓，最終制備出符合電子封裝性能要求的復合材料。
文檔編號C23C4/12GK102080202SQ200910073270
公開日2011年6月1日 申請日期2009年11月26日 優先權日2009年11月26日
發明者胡明 申請人:胡明