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一種石墨和鋁硅合金復(fù)合電子封裝材料及其制備方法與流程

文檔序號(hào):12538613閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種石墨和鋁硅合金復(fù)合電子封裝材料,其特征在于:該封裝材料由鱗片石墨和鋁硅合金組成,其中,鱗片石墨的重量百分比為35~70wt%,鋁硅合金的重量百分比為30~65wt%;鱗片石墨片層方向與壓制方向垂直分布,石墨片呈非連續(xù)平行排列,鋁硅合金分布于石墨片層間隙,石墨片與鋁硅合金呈疊層結(jié)構(gòu);該封裝材料的密度為2.42~2.55g/cm3,平行于石墨片層X(jué)-Y方向熱導(dǎo)率為240~280W/(m.K),27℃~100℃的熱膨脹系數(shù)為10.2~13.9×10-6/K,彎曲強(qiáng)度為120~160MPa。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨和鋁硅合金復(fù)合電子封裝材料,其特征在于,所述鋁硅合金,按重量百分比:硅含量9~14wt%,銅含量1~5wt%,鎂含量為0.5~2.5wt.%,錫含量為0.1~1.5wt.%,余量為鋁;所述鱗片石墨的純度大于等于99.9wt.%,粒度為100目~32目。

3.一種權(quán)利要求1所述的石墨和鋁硅合金復(fù)合電子封裝材料的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:

(1)氣霧化制備鋁硅合金粉末:鋁硅合金在高純氬氣氣體氛圍下,利用氣霧化設(shè)備制備霧化粉末;

(2)鱗片石墨表面預(yù)處理:經(jīng)過(guò)一次浸鋅、二次浸鋅及化學(xué)鍍鎳,在鱗片石墨表面鍍一層鎳層,使用去離子水清洗和無(wú)水乙醇清洗,抽濾后采用液氮經(jīng)過(guò)低溫升華,去除部分水分,再使用真空烘干箱在95~120℃烘干2~6h去除水分;

(3)粉末混合:預(yù)處理后鱗片石墨與鋁硅合金霧化粉末按照重量百分比配料,預(yù)混合后,放入混料罐中混合均勻制成混合粉末;

(4)混合粉末真空熱壓:將混合好的粉末裝入鋼制包套內(nèi),使用雙向壓機(jī)經(jīng)過(guò)預(yù)壓、真空除氣、真空熱壓過(guò)程將復(fù)合粉末致密化,制備成封裝材料;

(5)機(jī)加工:對(duì)真空熱壓后的封裝材料進(jìn)行機(jī)加工形成零部件。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種石墨和鋁硅合金復(fù)合電子封裝材料的制備方法,其特征在于,步驟(1)所述的鋁硅合金的霧化溫度為580~660℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種石墨和鋁硅合金復(fù)合電子封裝材料的制備方法,其特征在于,步驟(1)制備的鋁硅合金霧化粉末粒度為200目~800目,純度大于等于99.8wt.%,鐵含量小于等于0.008wt.%,霧化粉末中初生硅顆粒≤90um。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種石墨和鋁硅合金復(fù)合電子封裝材料的制備方法,其特征在于,步驟(2)所述一次浸鋅的溶液及工藝為:氫氧化鈉450~580g/L,氧化鋅75~120g/L,酒石酸鉀鈉8~20g/L,三氯化鐵0.5~4g/L,硝酸鈉0.2~2g/L,浸鋅溫度35~80℃,浸鋅時(shí)間15~60s;所述二次浸鋅的溶液及工藝為:氫氧化鈉50~130g/L,氧化鋅15~65g/L,酒石酸鉀鈉10~35g/L,三氯化鐵1~4.5g/L,硝酸鈉0.5~2.5g/L,浸鋅溫度35~80℃,浸鋅時(shí)間15~60s;所述化學(xué)鍍鎳的溶液及工藝為:七水合硫酸鎳15~65g/L,一水合次磷酸鈉14~56g/L,檸檬酸鈉14~60g/L,碳酸氫鈉2~12g/L,三乙醇胺15~65mL/L,氨水調(diào)節(jié)pH值8~10,鍍鎳溫度35~70℃,鍍鎳時(shí)間為10~35min。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種石墨和鋁硅合金復(fù)合電子封裝材料的制備方法,其特征在于,步驟(2)所述鱗片石墨表面鎳層的厚度為0.5~12um。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種石墨和鋁硅合金復(fù)合電子封裝材料的制備方法,其特征在于,步驟(3)所述混料罐轉(zhuǎn)速20~80r/min,球料質(zhì)量比2~6,混料時(shí)間16-32h。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種石墨和鋁硅合金復(fù)合電子封裝材料的制備方法,其特征在于,步驟(4)所述預(yù)壓壓力20~40MPa,保壓時(shí)間0.5~2h;所述真空除氣為常溫下抽真空至2~5×10-2Pa;所述真空熱壓為升溫同時(shí)抽真空,升溫速率≤50℃/h,在80~130℃、150~200℃、400~450℃、500~600℃之間分別保溫1~4h,保溫結(jié)束后,真空度≤1×10-2Pa,在580~660℃保溫4~6h,真空度≤8×10-3Pa時(shí),開始?jí)褐疲瑝褐茐毫?0~140MPa,單次壓下量為3~5mm,每次保壓時(shí)間10~40min,到達(dá)最大壓下量時(shí),保壓時(shí)間2~5h。

10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種石墨和鋁硅合金復(fù)合電子封裝材料的制備方法,其特征在于,步驟(5)所述機(jī)加工為車、銑、磨和電火花切割中的一種或幾種。

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