一種鋁硅合金的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋁硅合金，所述鋁硅合金包含的成分及重量百分比為：硅30%-50%、銅1%-5%、鎂0.9%-1.2%、鐵0.2%-0.5%、錳不高于0.03%、鉻不高于0.03%、鋅不高于0.02%、鈦不高于0.04%，其余為鋁和不可避免的雜質(zhì)；所述鋁硅合金的密度為2.3～2.5g/cm3,線膨脹系數(shù)為4～5×10-6/K，熱導(dǎo)率大于200W/m.k，比剛度53～56MPa.cm3/g，抗拉強(qiáng)度為300～350MPa。通過上述方式，本發(fā)明鋁硅合金，質(zhì)輕制造成本低，具有良好的導(dǎo)熱性能、低的線膨脹系數(shù)、較低的密度、一定的強(qiáng)度和剛度、良好的電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性，適合半導(dǎo)體行業(yè)中使用。
【專利說明】一種鋁娃合金
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬合金材料領(lǐng)域，特別是涉及一種鋁硅合金。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體集成度的大幅度增加和多芯片模塊的廣泛使用，電子器件的工作溫度不斷升高，直接影響其工作的可靠性及電性能。目前普遍認(rèn)為理想的半導(dǎo)體行業(yè)中材料應(yīng)具備的性能有:良好的導(dǎo)熱性能、低的線膨脹系數(shù)、較低的密度、一定的強(qiáng)度和剛度、化學(xué)穩(wěn)定性、易加工、焊接性能好、表面化學(xué)可鍍等特點(diǎn)。
[0003]鋁具有良好的導(dǎo)熱性，硅的熱膨脹系數(shù)低，二者均為低密度材料，由鋁硅復(fù)合形成的合金保持各自的性能優(yōu)勢(shì)，利用鋁、硅單質(zhì)配制的金屬基復(fù)合材料，其密度在213~217g/cm3之間，線膨脹系數(shù)在4.5~IlX 10_6 /K之間，熱導(dǎo)率大于100W/m.k，因此通過改變硅和鋁的不同配比，可以獲得不同性能的電子半導(dǎo)體行業(yè)用材料，而且硅和鋁在地球上的含量十分的豐富，硅粉的制備工藝也十分成熟，價(jià)格低。
[0004]在實(shí)際應(yīng)用和大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中，制造成本因素也是不可忽視的一個(gè)方面。現(xiàn)有的電子半導(dǎo)體行業(yè)用材料在性能、制造工藝上均存在一定的應(yīng)用限制，需要一種新型的材料彌補(bǔ)傳統(tǒng)材料的不足。鋁硅合金將會(huì)作為一種新型電子半導(dǎo)體行業(yè)用材料被廣泛使用，所以一種高性能的鋁硅合金已成為合金材料發(fā)展的趨勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種鋁硅合金，質(zhì)輕制造成本低，具有良好的導(dǎo)熱性能、低的線膨脹系數(shù)、 較低的密度、一定的強(qiáng)度和剛度、良好的電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性，適合半導(dǎo)體行業(yè)中使用。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:
提供一種鋁硅合金，所述鋁硅合金包含的成分及重量百分比為:硅30%-50%、銅1%-5%、鎂0.9%-1.2%、鐵0.2%-0.5%、錳不高于0.03%、鉻不高于0.03%、鋅不高于0.02%、鈦不高于0.04%，其余為鋁和不可避免的雜質(zhì)；所述鋁硅合金的密度為2.3~2.5g/cm3，線膨脹系數(shù)為4~5 X 10_6 /K，熱導(dǎo)率大于200ff/m.k，比剛度53~56MPa.cm3/g，抗拉強(qiáng)度為300~350MPa。
[0007]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述娃含量為35%_50%。
[0008]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述不可避免的雜質(zhì)含量不高于0.1%。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:鋁有良好的導(dǎo)熱性，硅的熱膨脹系數(shù)低，二者均為低密度材料，由Al/Si復(fù)合形成的合金保持著各自的性能優(yōu)勢(shì)，該合金的線膨脹系數(shù)為4~5X10_6/K，接近硅；熱導(dǎo)率大于200ff/m.k，接近鋁；密度為2.3~2.5g/cm3,比純鋁輕15% ；比剛度53~56MPa.cm3/g為銅的3倍；抗拉強(qiáng)度也比普通低硅含量的鋁硅合金好，完全滿足了半導(dǎo)體行業(yè)中材料的使用要求。【具體實(shí)施方式】
[0010]下面對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0011]本發(fā)明實(shí)施例包括:
一種鋁硅合金，所述鋁硅合金包含的成分及重量百分比為:硅30%-50%、銅1%_5%、鎂0.9%-1.2%、鐵0.2%-0.5%、錳不高于0.03%、鉻不高于0.03%、鋅不高于0.02%、鈦不高于0.04%，其余為鋁和不可避免的雜質(zhì)；所述鋁硅合金的密度為2.3~2.5g/cm3，線膨脹系數(shù)為4~5 X 10_6 /K，熱導(dǎo)率大于200ff/m.k，比剛度53~56MPa.cm3/g，抗拉強(qiáng)度為300~350MPa。
[0012]所述硅含量為35%_50%。
[0013]所述不可避免的雜質(zhì)含量不高于0.1%。
[0014]實(shí)施例一:
一種鋁硅合金，所述鋁硅 合金包含的成分及重量百分比為:硅35%、銅1.5%、鎂0.9%、鐵0.2%、錳0.01%、鉻0.01%、鋅0.01%、鈦0.01%，其余為鋁62.27%和不可避免的雜質(zhì)0.1% ;所述鋁硅合金的密度為2.3g/cm3，線膨脹系數(shù)為4.5X10_6 /K，熱導(dǎo)率為205W/m.k，比剛度為54MPa.cm3/g，抗拉強(qiáng)度為 300MPa。
[0015]實(shí)施例二:
一種鋁硅合金，所述鋁硅合金包含的成分及重量百分比為:硅40%、銅2%、鎂1%、鐵
0.2%、錳0.01%、鉻0.01%、鈦0.01%，其余為鋁56.69%和不可避免的雜質(zhì)0.08% ;所述鋁硅合金的密度為2.5g/cm3，線膨脹系數(shù)為4X 10_6 /K，熱導(dǎo)率為200W/m.k，比剛度53MPa.cm3/g，抗拉強(qiáng)度為31OMPa。
[0016]本發(fā)明揭示了一種鋁硅合金，鋁有良好的導(dǎo)熱性，硅的熱膨脹系數(shù)低，二者均為低密度材料，由Al/Si復(fù)合形成的合金保持著各自的性能優(yōu)勢(shì)，該合金的線膨脹系數(shù)為4~5X10—6/K，接近Si ;熱導(dǎo)率大于200W/m.k，接近鋁;密度為2.3~2.5g/cm3，比純鋁輕15% ;比剛度53~56MPa.cm3/g為銅的3倍；抗拉強(qiáng)度也比普通低硅含量的鋁硅合金好，完全滿足了半導(dǎo)體行業(yè)中材料的使用要求。
[0017]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁硅合金，其特征在于，所述鋁硅合金包含的成分及重量百分比為:硅30%-50%、銅 1%-5%、鎂 0.9%-1.2%、鐵0.2%-0.5%、錳不高于 0.03%、鉻不高于 0.03%、鋅不高于0.02%、鈦不高于0.04%，其余為鋁和不可避免的雜質(zhì)；所述鋁硅合金的密度為2.3~2.5g/cm3，線膨脹系數(shù)為4~5X10—6 /K，熱導(dǎo)率大于200W/m.k，比剛度53~56MPa.cm3/g，抗拉強(qiáng)度為300~350MPa。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁硅合金，其特征在于，所述硅含量為35%-50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的鋁合金，其特征在于，所述不可避免的雜質(zhì)含量不高于0.1%。
【文檔編號(hào)】C22C21/02GK103540810SQ201310485037
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】陳保云 申請(qǐng)人:常熟市良益金屬材料有限公司