[发明专利]真空压力浸渗制备电子封装用多层累积镁基复合材料

说明书

本发明涉及一种电子封装用多层累积SiC颗粒增强镁基复合材料的真空压力浸渗制备工艺，所述材料主要按照以下工艺实现制备。步骤一：SiC预制体的制备。首先通过控制造孔剂的含量制备SiCp含量为Avol％、Bvol％、Cvol％及Dvol％的预制体坯料。其次将四个不同体积分数的预制体坯料在模具中拼装并进一步压制成形为多层累积预制体坯料。然后将多层累积预制体坯料烧结成增强体体积分数不同的多孔预制体。步骤二：将烧结好的多层累积预制体坯料和镁合金一起放入真空压力浸渗装置中制备成多层累积镁基复合材料。步骤三：对制备好的多层累积镁基复合材料进行定向凝固以消除铸造缺陷。

技术领域

本发明涉及一种电子封装用多层累积SiCp增强镁基复合材料的真空压力浸渗制备工艺

背景技术

近年来，随着声像计算机通信业的飞速发展和数字化技术的进步，各类数字化电子产品不断出现，电子器件正向高度集成化和轻薄小型化方向发展，出现了各种便携式电子器材。对电子器材壳体提出了越来越高的要求，采用工程塑料来制造电子器材壳体已经难以满足这些要求。并且在环保意识高涨的环境下，镁合金与无法回收的加碳/金属粉的塑料，或是与含有毒阻燃剂的阻燃塑料相比，具有很大的优势。镁合金具有密度小、比强度和比刚度高，以及薄壁铸造性能良好等优点，同时，由于镁合金导热性好，电磁屏蔽能力强、减振性好和可以回收利用等，使其在电子器材中的应用得到了快速的增长。但镁合金高温力学性能不高且常温耐磨性较差，为了克服这些局限开发出了镁基复合材料。SiC颗粒硬度高、耐磨性好且抗冲击、抗氧化性能高，并且SiC颗粒与镁基体润湿性良好且来源广泛，价格便宜，用其作为增强体制备镁基复合材料具有很好的工业化前景。将SiC颗粒与镁合金复合成为颗粒增强镁基复合材料后，材料具有了镁和SiC各自的优点，即高热导率、低热膨胀系数、高强度、低密度、高弹性模量、减振性能良好、可导电等，这些特性几乎代表了理想封装材料的所有性能要求。

真空压力浸渗法一般是采用真空气压浸渗。在一定的压力下，将液态金属压入由增强体制成的多孔预制体中，从而制备出金属基复合材料。该成形方法克服了无压浸渗和压力浸渗的缺点，成形压力范围大，适用面广，可直接成形。增强体材料的形状、尺寸、含量对其成形影响小，能够获得近净成形的零件且可以制备高体积分数的金属基复合材料。

发明内容

本发明涉及一种电子封装用多层累积SiCp增强镁基复合材料的真空压力浸渗制备工艺。用来改善镁合金的低强度、低硬度、低耐磨性、高热膨胀系数以及高体分率SiCp增强镁基复合材料塑形差，在弯曲变形时易脆断的力学缺陷。本发明通过制备多层累积预制体坯料，利用真空压力浸渗工艺制备出近净成形的多层累积SiCp增强镁基复合材料。将高SiC体分率复合材料作为装配面以改善材料的耐磨性能，将低SiC体分率复合材料作为主要的变形区，从而提高整个材料的抗变形能力。

为了解决镁合金和传统镁基复合材料的上述力学缺陷，本发明首先提出了一种多层累积SiCp增强镁基复合材料的真空压力浸渗制备工艺方法，其特点是采用以下步骤实现的：

步骤一：备料：将SiC颗粒放入质量分数为5％～10％的HF溶液中浸泡一定的时间，然后用蒸馏水反复洗涤至PH为7。之后加入无水乙醇进行超声清洗，最后放到烘箱中烘干。根据所制备复合材料中SiC颗粒的体积分数称取一定质量的造孔剂、高温粘结剂、低温粘结剂和镁合金。

步骤二：混料：将一定质量比的经步骤一处理过的SiC颗粒、造孔剂、高温粘结剂、低温粘结剂放入干粉混料机中混匀。然后取出混好的料，加入适量的蒸馏水，用电动搅拌机继续搅拌，制成均匀的预制体浆料。

步骤三：制坯：将混好的预制体浆料放入预制体粗坯模具中，对上模施加60～80MPa的压力并保压30S，将预制体浆料压制成薄板形状的SiCp含量为Avol％的预制体坯料。

步骤四：多次重复步骤二和步骤三，制备SiCp含量分别为Bvol％、Cvol％和Dvol％的预制体坯料。