[发明专利]一种导热铝合金及制备工艺

说明书

本发明实施例提供了一种导热铝合金及制备工艺，该导热铝合金，室温下强度可以达到190MPa，25～300℃的热膨胀系数为17.2×10^‑6℃^‑1，25～300℃的热导率为139.8W/(m·K)，密度低至2.6g/cm³，解决了现有技术中，铝合金难以同时满足低的热膨胀系数(α＝17.7×10^‑6℃^‑1)、良好的导热性能(λ≥100W/(m·K))以及低密度(ρ3g/cm³)的要求的问题。本发明实施例提供的导热铝合金的制备工艺，步骤精简，设备要求低，生产过程易于控制。

技术领域

本发明属于铝合金技术领域，具体涉及一种导热铝合金及制备工艺。

背景技术

铝合金作为最常用的一种非铁合金，因为具有储量丰富、成本低廉、力学性能出众以及适用于铸造成形等特点，被广泛应用于航空航天、汽车、摩托及造船等各个机械生产部门中。

随着现代电子信息技术的高速发展，电子系统的集成度越来越高，这就意味着各种电子设备和装置中的元器件，其结构的复杂性正不断提高。在电子器件工作时，有相当一部分电能转换成热能，如果这部分热能不能及时释放，必将导致电子器件温度升高，进而电子器件的失效率会随着工作温度的升高而急剧增大。同时，正因为集成化的发展，使得封装芯片在工作时产生的热量比以前大幅提升，从而使得芯片长时间处于高的工作温度下，使用寿命严重下降。

在电子产品使用的过程中，电子封装材料多是用于承载器部件和相互连线，起密封包装、机械支撑、导热散热、信号传递及屏蔽等作用的基体材料。常用的电子封装从结构上大致可分为一级封装、二级封装和三级封装。一级封装是指将芯片及引线固定在电子基板上的过程；二级封装是指将电子基板上的各元器件彼此之间联接起来的行为；三级封装则是将芯片及整体拼装在电路板的过程。

为了保证电子产品的使用性能，其封装材料应至少具备以下基本要素：(1)低的热膨胀系数(Coefficient of Thermal Expansion，简称CTE)，能与芯片及覆铜板相匹配，以免在工作时，由于两者间CTE差异过大引起的热应力而导致受损；(2)良好的导热性能(λ≥100W/(m·K))，能及时将元器件工作时所产生的大量热量散发出去，保护内部不因温度过高而失效，该性能可用热导率(Thermal Conductivity，简称TC)表征；(3)较低的密度(ρ3g/cm³)，密度尽可能小，以保证器件的轻质。而传统的金属封装材料中，铜虽然具有极佳的导热性能(λ＝400W/(m·K))和较低的热膨胀系数(α＝17.7×10^-6℃^-1)，但其密度过大，成本也较高，不利于大批量生产。本申请发明人在实现本申请实施例的过程中，发现目前的铝合金，仅能满足上述部分性能，难以同时满足上述三点要求。

发明内容

为解决现有技术中，铝合金难以同时满足低的热膨胀系数(α＝17.7×10^-6℃^-1)、良好的导热性能(λ≥100W/(m·K))以及低密度(ρ3g/cm³)的要求，本发明实施例的目的之一在于提供一种导热铝合金。本发明实施例的目的之二在于提供上述导热铝合金的制备工艺。

为实现上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

一种导热铝合金，包括以下质量百分比计的组分：

Si：15～25％，

铜合金固溶体：0.5～2.5％，

变质合金：0.1～0.5％，

余量为Al，

所述铜合金固溶体为Cu(Mg、Mn)合金，

所述变质合金包括Al-RE合金和Cu-10％P合金。