本發(fā)明涉及電子元件領(lǐng)域，且特別涉及一種電子元件封裝外殼及其制備方法。

背景技術(shù)：

磷進(jìn)行變質(zhì)是迄今為止最常用和有效的解決硅原料細(xì)化的方法，采用磷類變質(zhì)劑不僅可以細(xì)化初晶si，同時還可以使al-si合金的共晶點(diǎn)左移，增加初晶si數(shù)量。

目前國內(nèi)外主要應(yīng)用的磷類變質(zhì)劑有赤磷、磷鹽復(fù)合變質(zhì)劑和cu-p(含8～10％的p)中間合金等復(fù)合變質(zhì)劑。

然而，上述變質(zhì)劑在使用過程中存在諸多問題：

赤磷復(fù)合變質(zhì)劑，由于磷的燃點(diǎn)和升華溫度低，運(yùn)輸和保存過程中存在安全隱患；加入過程中反應(yīng)劇烈，產(chǎn)生有毒五氧化二磷氣體，污染環(huán)境；磷的吸收率低，且難以控制；經(jīng)壓塊后壓入熔體，雖反應(yīng)較平穩(wěn)，但仍會冒出大量煙氣，致使吸收率低，污染大。

磷鹽復(fù)合變質(zhì)劑，也產(chǎn)生有害氣體，環(huán)境污染較嚴(yán)重；產(chǎn)生大量反應(yīng)渣，腐蝕爐襯，增加鋁耗；磷的吸收率受工藝條件限制，變質(zhì)效果不穩(wěn)定，廢品率高。

含磷中間合金，如cu-p-(x)，熔點(diǎn)高，加入后難熔化；密度大，易偏析；不適合靜置爐生產(chǎn)(國內(nèi)生產(chǎn)狀況)，僅適合感應(yīng)爐生產(chǎn)；流程長，能耗高；增加合金中的cu及p以外其他元素的含量，限制了所用合金的牌號。

采用巨毒藥品aip做原料，生產(chǎn)過程存在一定的安全問題。

顯然，開發(fā)無毒無害的磷變質(zhì)劑顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種電子元件封裝外殼的制備方法，采用有機(jī)含磷化合物為變質(zhì)劑，以保證在硅原料的變質(zhì)過程無有害氣體產(chǎn)生。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種電子元件封裝外殼，采用上述的電子元件封裝外殼的制備方法制得。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明提出一種電子元件封裝外殼的制備方法，包括：

按照硅原料和鋁原料的總質(zhì)量、含磷變質(zhì)劑和添加劑的質(zhì)量之比為100：1～5：0.5～1.5，將硅原料、鋁原料、含磷變質(zhì)劑和添加劑混合均勻，得到混合物。在1000～1500℃的溫度下，將混合物熔為熔體并充分變質(zhì)后，在氣體精煉劑存在的環(huán)境下精煉后，沉積和壓模制得。添加劑選自鈰和鐠的混合物。

一種電子元件封裝外殼，根據(jù)上述的電子元件封裝外殼的制備方法制得。

本發(fā)明實(shí)施例的的有益效果是：

本發(fā)明實(shí)施例的電子元件封裝外殼的制備方法通過使用有機(jī)含磷化合物作為含磷變質(zhì)劑，避免變質(zhì)劑在促進(jìn)硅原料變質(zhì)過程中產(chǎn)生有害氣體。此外，在電子元件封裝外殼的制備過程中，首先將含磷變質(zhì)劑、硅原料和鋁原料混合，使得含磷變質(zhì)劑能夠在熔體的制備過程中同時促進(jìn)硅原料的變質(zhì)。

本發(fā)明實(shí)施例的種電子元件封裝外殼，根據(jù)上述的電子元件封裝外殼的制備方法制得。本電件元件封裝外殼具有剛度高和質(zhì)量輕的特點(diǎn)，同時還具有高熱導(dǎo)性和低熱膨脹性。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

下面對本發(fā)明實(shí)施例的電子元件封裝外殼及其制備方法進(jìn)行具體說明。

一種電子元件封裝外殼的制備方法，包括：

按照重量份數(shù)計(jì)，選取硅原料為30～60份，選取鋁原料的為40～70份。

按照硅原料和鋁原料的總質(zhì)量與含磷變質(zhì)劑的質(zhì)量之比為100：1～5選取含磷變質(zhì)劑。

含磷變質(zhì)劑選自磷酸單脂和磷酸雙脂的混合物。具體地，磷酸單脂和磷酸雙脂的摩爾比為1.5～2.5：1。優(yōu)選地，磷酸單脂和磷酸雙脂的摩爾比為1.7～2.1：1。進(jìn)一步優(yōu)選地，磷酸單脂和磷酸雙脂的摩爾比為2：1。

其中，磷酸單脂選自c1～10烷基磷酸單脂、環(huán)烷基磷酸單脂、雜環(huán)烷基磷酸單脂、芳基磷酸單脂和5～6元芳雜環(huán)基磷酸單脂中的至少一種。可以理解，磷酸單脂是上述磷酸單脂化合物中的一種或多種的任意比例的混合物。

磷酸雙脂選自c1～10烷基磷酸雙脂、環(huán)烷基磷酸雙脂、雜環(huán)烷基磷酸雙脂、芳基磷酸雙脂和5～6元芳雜環(huán)基磷酸雙脂中的至少一種。可以理解，磷酸單脂是上述磷酸雙酯化合物中的一種或多種的任意比例的混合物。

按照硅原料和鋁原料的總質(zhì)量與添加劑的質(zhì)量之比為100：0.5～1.5選取添加劑。添加劑選自鈰和鐠的混合物。

具體地，鈰能夠促進(jìn)含磷變質(zhì)劑加快硅原料的變質(zhì)過程。鐠在最終的電子元件封裝殼體中能夠提高其抗氧化性能。

作為優(yōu)選，添加劑中鈰與鐠的質(zhì)量比為1：2～4為宜。通過控制鈰與鐠的原料配比，既能夠保證原料成本，又能夠保證變質(zhì)的充分進(jìn)行和產(chǎn)品的抗腐蝕性。

將硅原料、鋁原料、含磷變質(zhì)劑和添加劑混合均勻得到混合物。可以理解，本電子元件封裝外殼的制備方法中，將硅原料、硅原料、含磷變質(zhì)劑和添加劑先混合均勻后，再進(jìn)行硅的變質(zhì)。

對混合物加熱至1000～1500℃的溫度。在加熱的過程中，混合物逐漸熔化成為熔體。且在加熱的過程中，混合物在含磷變質(zhì)劑的作用下發(fā)生充分變質(zhì)。含磷變質(zhì)劑中的磷原子能夠?qū)⒐柙霞?xì)化；同時，選用有機(jī)含磷變質(zhì)劑的碳原料和氫原子能夠在混合物加熱的過程中實(shí)現(xiàn)燃燒并產(chǎn)生無污染氣體，同時，碳原子在燃燒的過程中能夠促進(jìn)磷對硅原料的變質(zhì)作用。

承上述，通過選用含磷的有機(jī)化合物為變質(zhì)劑。在硅鋁合金煉制過程中實(shí)現(xiàn)硅變質(zhì)的同時，也實(shí)現(xiàn)對有機(jī)化合物的分解并除去含磷變質(zhì)劑。

對變質(zhì)后的熔體進(jìn)行精煉。在氣體精煉劑存在的環(huán)境下，將變質(zhì)后熔體在1100～1300℃的溫度下進(jìn)行除氣精煉。可以理解，向變質(zhì)后的熔體通入氣體精煉劑后進(jìn)行精煉。

氣體精煉劑選自氮?dú)狻⒑狻⒛蕷狻鍤狻㈦瘹狻㈦礆夂碗睔庵械闹辽僖环N。可以理解，氣體精煉劑為非活性氣體。作為優(yōu)選，以氮?dú)鉃橐恕Ｍㄟ^選用氮?dú)鉃闅怏w精煉劑，能夠進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。

在上述的精煉過程結(jié)束后，對精煉產(chǎn)物進(jìn)行扒渣處理，得到精煉后的熔體。通過精煉過程，能夠除去變質(zhì)后的熔體中的氣體，制得較好的電子元件封裝外殼。

對精煉后的熔體進(jìn)行沉積。具體地，沉積以采用噴射沉積的方式進(jìn)行。將精煉后的熔體加入到噴射沉積工藝的坩堝內(nèi)，并調(diào)節(jié)霧化器的條件為：霧化壓力為0.5～1mpa，霧化溫度為1150～1450℃。精煉后的熔體在霧化器的作用下在霧化室內(nèi)霧化。霧化氣體為氮?dú)狻⒑狻⒛蕷狻鍤狻㈦瘹狻㈦礆夂碗睔狻？梢岳斫忪F化室內(nèi)通入上述的氣體作為霧化氣。霧化器與基體的距離為600～700mm，可以理解其沉積距離為600～700mm。通過上述噴射沉積條件的控制，將精煉后的熔體制成坯錠。通過沉積，能夠快速制得高密度的硅鋁坯錠。

對坯錠進(jìn)行壓模制得的電子元件封裝外殼。可以根據(jù)不同類型的電子元件選擇模具，制得適應(yīng)特定形狀的電子元件封裝外殼。

具體地，壓模是：將熱等靜壓處理后坯錠在350℃～450℃的溫度和50～100mpa的壓力下進(jìn)行。通過控制壓模的溫度和壓力，方便坯錠的成模，保證了坯錠成模的效果。

承上述，本電子元件封裝外殼的制備方法通過使用有機(jī)含磷化合物作為含磷變質(zhì)劑，避免變質(zhì)劑在促進(jìn)硅原料變質(zhì)過程中產(chǎn)生有害氣體。此外，在電子元件封裝外殼的制備過程中，首先將硅原料、鋁原料、含磷變質(zhì)劑和添加劑混合，使得含磷變質(zhì)劑能夠在熔體的制備過程中同時促進(jìn)硅原料的變質(zhì)。

一種電子元件封裝外殼，根據(jù)上述的電子元件封裝外殼的制備方法制得。本電件元件封裝外殼具有剛度高和質(zhì)量輕的特點(diǎn)，同時還具有高熱導(dǎo)性和低熱膨脹性。

以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的特征和性能作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

在機(jī)械攪拌條件下，將30t的硅原料、70t的鋁原料、1t的含磷變質(zhì)劑和0.5t的添加劑混合均勻，得混合物。其中，含磷變質(zhì)劑選自磷酸單脂選自c1～10烷基磷酸單脂、環(huán)烷基磷酸雙脂、雜環(huán)烷基磷酸雙脂和芳基磷酸雙脂的任意比例混合物。添加劑包括0.15t的鈰和0.35t的鐠。

將混合物加熱至1000℃，在加熱的過程中混合物逐漸熔為熔體并發(fā)生硅原料的變質(zhì)。

向熔體內(nèi)通入氮?dú)獠⒃?100℃的溫度下精煉后扒渣得到精煉后的熔體。

將精煉后的熔體加入到噴射沉積工藝中。以氮?dú)鉃殪F化氣體，并在0.5mpa的霧化壓力、1200℃的霧化溫度和650mm的沉積距離下進(jìn)行沉積，制得坯錠。

在350℃的溫度和50mpa的壓力下，對坯錠進(jìn)行壓模制得。

實(shí)施例2

在機(jī)械攪拌條件下，將35t的硅原料、65t的鋁原料、2t的含磷變質(zhì)劑和0.7t的添加劑混合均勻，得混合物。其中，含磷變質(zhì)劑選自磷酸單脂選自c1～10烷基磷酸單脂、環(huán)烷基磷酸單脂、雜環(huán)烷基磷酸單脂、芳基磷酸單脂、5～6元芳雜環(huán)基磷酸單脂、c1～10烷基磷酸雙脂、環(huán)烷基磷酸雙脂、雜環(huán)烷基磷酸雙脂、芳基磷酸雙脂和5～6元芳雜環(huán)基磷酸雙脂的任意比例混合物。添加劑包括0.175t的鈰和0.525t的鐠。

將混合物加熱至1200℃，在加熱的過程中混合物逐漸熔為熔體并發(fā)生硅原料的變質(zhì)。

向熔體內(nèi)通入氮?dú)獠⒃?200℃的溫度下精煉后扒渣得到精煉后的熔體。

將精煉后的熔體加入到噴射沉積工藝中。以氮?dú)鉃殪F化氣體，并在0.7mpa的霧化壓力、1300℃的霧化溫度和680mm的沉積距離下進(jìn)行沉積，制得坯錠。

在380℃的溫度和65mpa的壓力下，對坯錠進(jìn)行壓模制得。

實(shí)施例3

在機(jī)械攪拌條件下，將40t的硅原料、60t的鋁原料、3t的含磷變質(zhì)劑和0.8t的添加劑混合均勻，得混合物。其中，含磷變質(zhì)劑選自磷酸單脂選自c1～10烷基磷酸單脂、環(huán)烷基磷酸單脂、雜環(huán)烷基磷酸單脂、芳基磷酸單脂、c1～10烷基磷酸雙脂、環(huán)烷基磷酸雙脂、雜環(huán)烷基磷酸雙脂和芳基磷酸雙脂的任意比例混合物。添加劑包括0.16t的鈰和0.64t的鐠。

將混合物加熱至1300℃，在加熱的過程中混合物逐漸熔為熔體并發(fā)生硅原料的變質(zhì)。

向熔體內(nèi)通入氮?dú)夂蜌鍤獠⒃?300℃的溫度下精煉后扒渣得到精煉后的熔體。

將精煉后的熔體加入到噴射沉積工藝中。以氮?dú)鉃殪F化氣體，并在0.9mpa的霧化壓力、1400℃的霧化溫度和670mm的沉積距離下進(jìn)行沉積，制得坯錠。

在400℃的溫度和75mpa的壓力下，對坯錠進(jìn)行壓模制得。

實(shí)施例4

在機(jī)械攪拌條件下，將45t的硅原料、55t的鋁原料、2.5t的含磷變質(zhì)劑和1t的添加劑混合均勻，得混合物。其中，含磷變質(zhì)劑選自磷酸單脂選自c1～10烷基磷酸單脂、環(huán)烷基磷酸雙脂、雜環(huán)烷基磷酸雙脂和芳基磷酸雙脂的任意比例混合物。添加劑包括0.3t的鈰和0.7t的鐠。

將混合物加熱至1400℃，在加熱的過程中混合物逐漸熔為熔體并發(fā)生硅原料的變質(zhì)。

向熔體內(nèi)通入氬氣并在1250℃的溫度下精煉后扒渣得到精煉后的熔體。

將精煉后的熔體加入到噴射沉積工藝中。以氮?dú)鉃殪F化氣體，并在1mpa的霧化壓力、1350℃的霧化溫度和660mm的沉積距離下進(jìn)行沉積，制得坯錠。

在410℃的溫度和80mpa的壓力下，對坯錠進(jìn)行壓模制得。

實(shí)施例5

在機(jī)械攪拌條件下，將50t的硅原料、50t的鋁原料、4t的含磷變質(zhì)劑和1.1t的添加劑混合均勻，得混合物。其中，含磷變質(zhì)劑選自c1～10烷基磷酸單脂、5～6元芳雜環(huán)基磷酸單脂和5～6元芳雜環(huán)基磷酸雙脂的任意比例混合物。添加劑包括0.3t的鈰和0.7t的鐠。

將混合物加熱至1500℃，在加熱的過程中混合物逐漸熔為熔體并發(fā)生硅原料的變質(zhì)。

向熔體內(nèi)通入氮?dú)獠⒃?150℃的溫度下精煉后扒渣得到精煉后的熔體。

將精煉后的熔體加入到噴射沉積工藝中。以氮?dú)鉃殪F化氣體，并在0.8mpa的霧化壓力、1350℃的霧化溫度和640mm的沉積距離下進(jìn)行沉積，制得坯錠。

在420℃的溫度和90mpa的壓力下，對坯錠進(jìn)行壓模制得。

實(shí)施例6

在機(jī)械攪拌條件下，將50t的硅原料、50t的鋁原料、3t的含磷變質(zhì)劑和1.1t的添加劑混合均勻，得混合物。其中，含磷變質(zhì)劑選自c1～10烷基磷酸單脂、環(huán)烷基磷酸單脂、c1～10烷基磷酸雙脂和環(huán)烷基磷酸雙脂的任意比例混合物。添加劑包括0.275t的鈰和0.825t的鐠。

將混合物加熱至1300℃，在加熱的過程中混合物逐漸熔為熔體并發(fā)生硅原料的變質(zhì)。

向熔體內(nèi)通入氮?dú)獠⒃?200℃的溫度下精煉后扒渣得到精煉后的熔體。

將精煉后的熔體加入到噴射沉積工藝中。以氮?dú)鉃殪F化氣體，并在0.6mpa的霧化壓力、1300℃的霧化溫度和640mm的沉積距離下進(jìn)行沉積，制得坯錠。

在355℃的溫度和95mpa的壓力下，對坯錠進(jìn)行壓模制得。

實(shí)施例7

在機(jī)械攪拌條件下，將55t的硅原料、45t的鋁原料、4.5t的含磷變質(zhì)劑和1.4t的添加劑混合均勻，得混合物。其中，含磷變質(zhì)劑選自c1～10烷基磷酸單脂、環(huán)烷基磷酸單脂、雜環(huán)烷基磷酸單脂、芳基磷酸單脂、5～6元芳雜環(huán)基磷酸單脂、c1～10烷基磷酸雙脂、環(huán)烷基磷酸雙脂、雜環(huán)烷基磷酸雙脂、芳基磷酸雙脂和5～6元芳雜環(huán)基磷酸雙脂的任意比例混合物。添加劑包括0.28t的鈰和1.12t的鐠。

將混合物加熱至1100℃，在加熱的過程中混合物逐漸熔為熔體并發(fā)生硅原料的變質(zhì)。

向熔體內(nèi)通入氮?dú)獠⒃?250℃的溫度下精煉后扒渣得到精煉后的熔體。

將精煉后的熔體加入到噴射沉積工藝中。以氮?dú)鉃殪F化氣體，并在0.55mpa的霧化壓力、1400℃的霧化溫度和620mm的沉積距離下進(jìn)行沉積，制得坯錠。

在450℃的溫度和55mpa的壓力下，對坯錠進(jìn)行壓模制得。

實(shí)施例8

在機(jī)械攪拌條件下，將60t的硅原料、30t的鋁原料、5t的含磷變質(zhì)劑和1.5t的添加劑混合均勻，得混合物。其中，含磷變質(zhì)劑選自c1～10烷基磷酸單脂、環(huán)烷基磷酸單脂、雜環(huán)烷基磷酸單脂、芳基磷酸單脂、5～6元芳雜環(huán)基磷酸單脂、c1～10烷基磷酸雙脂、環(huán)烷基磷酸雙脂、雜環(huán)烷基磷酸雙脂、芳基磷酸雙脂和5～6元芳雜環(huán)基磷酸雙脂的任意比例混合物。添加劑包括0.5t的鈰和1t的鐠。

將混合物加熱至1000℃，在加熱的過程中混合物逐漸熔為熔體并發(fā)生硅原料的變質(zhì)。

向熔體內(nèi)通入氮?dú)獠⒃?300℃的溫度下精煉后扒渣得到精煉后的熔體。

將精煉后的熔體加入到噴射沉積工藝中。以氮?dú)鉃殪F化氣體，并在0.7mpa的霧化壓力、1450℃的霧化溫度和620mm的沉積距離下進(jìn)行沉積，制得坯錠。

在4100℃的溫度和65mpa的壓力下，對坯錠進(jìn)行壓模制得。

對實(shí)施例1～8制備的電子元件封裝外殼進(jìn)行密度、熱膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率和抗拉強(qiáng)度四個方面的性能參數(shù)進(jìn)行檢測，其結(jié)果如表1。

表1性能參數(shù)檢測結(jié)果

從表1中可以看出，實(shí)施例1～8制備的電子元件封裝外殼的密度、熱膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率和抗拉強(qiáng)度均取得了較佳的改善效果。熱膨脹系數(shù)有了明顯下降，熱導(dǎo)率和抗拉強(qiáng)度均有了明顯提高。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例的電子元件封裝外殼的制備方法通過使用有機(jī)含磷化合物作為含磷變質(zhì)劑，避免變質(zhì)劑在促進(jìn)硅原料變質(zhì)過程中產(chǎn)生有害氣體。此外，在電子元件封裝外殼的制備過程中，首先將含磷變質(zhì)劑、硅原料和鋁原料混合，使得含磷變質(zhì)劑能夠在熔體的制備過程中同時促進(jìn)硅原料的變質(zhì)。

本發(fā)明實(shí)施例的種電子元件封裝外殼，根據(jù)上述的電子元件封裝外殼的制備方法制得。本電件元件封裝外殼具有剛度高和質(zhì)量輕的特點(diǎn)，同時還具有高熱導(dǎo)性和低熱膨脹性。

以上所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。