[发明专利]一种具有高抗拉强度的硅铝合金封装材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有高抗拉强度的硅铝合金封装材料及其制备方法，属于电子信息工业用的电子封装材料技术领域。本发明解决了现有高硅铝合金材料硅含量大于50％时，材料抗拉强度较低的问题。本发明在高硅铝合金材料中硅的含量在50％～85％的情况下，加入适量比例碳纳米管，保证了封装材料的热膨胀系数保持在(6～9)×10^‑6/℃，即在高温下材料涨缩现象较小的同时，将合金材料的抗拉强度较低从110MPa提高至150MPa～350MPa。从而使高硅铝合金材料，在相同体积的情况下具有更高的抗拉强度。

技术领域

本发明涉及一种具有高抗拉强度的硅铝合金封装材料及其制备方法，属于电子信息工业用的电子封装材料技术领域。

背景技术

硅铝合金电子器件在航天航空和舰载雷达等领域得到更广泛的应用。外尤其对高端电子芯片的封装材料进行了研究，推出了高硅铝合金这一高端电子封装材料。高硅铝合金是指Si含量大于27％硅铝基复合材料。国外在20世纪90年代研制成功了高硅铝合金电子封装材料。作为轻质电子封装材料，其优点突出，一是通过改变合金成分可实现材料物理性能设计；二是该类材料是飞行器用质量最轻的金属基电子封装材料，兼有优异的综合性能；三是可实现低成本要求。而高硅铝合金材料硅含量大于50％时，材料抗拉强度较低，影响了材料的性能，因此，提供一种具有高抗拉强度的硅铝合金封装材料是十分必要的。

发明内容

本发明为了解决现有上述技术问题，提供一种具有高抗拉强度的硅铝合金封装材料及其制备方法。

本发明的技术方案：

一种具有高抗拉强度的硅铝合金封装材料，包括以下按重量份计的化学成分：硅50％～85％，铝50％～15％，其他金属Mg、Cu、Zn、Pb和Fe的含量总和在2％以下。

进一步限定，合金封装材料包括以下原料：硅粉、硅铝合金粉和碳纳米管。

更进一步限定，硅粉和硅铝合金粉混合为硅质量含量为50％～85％的合金粉。

更进一步限定，碳纳米管质量含量为合金粉总质量的0.5％～2％。

更进一步限定，碳纳米管为单壁碳纳米管，直径为0.6～2nm，长径比为(20～200):1。

进一步限定，硅粉和硅铝合金粉的粒径均在200目以上。

上述硅铝合金封装材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将硅粉和硅铝合金粉混合均匀，获得高硅铝合金粉末；

步骤2，将高硅铝合金粉末和单壁碳纳米管放入混料机中滚动混料，直至材料混合均匀；

步骤3，将步骤2混合后的粉料放入铝制包套中，进行密封，并对包套进行抽真空处理，保证包套内真空度≤2×10⁴Pa，将包套在氩气氛围下进行热处理，梯度降温冷却至室温；

步骤4，经过步骤3热处理后，去除包套，再次进行热处理，冷却后获得具有高抗拉强度的硅铝合金封装材料。

进一步限定，步骤3中热处理温度为560℃，处理时间为5h。

进一步限定，步骤4中热处理温度为530℃，处理时间为4h。

本发明有益效果：

本发明在高硅铝合金材料中硅的含量在50％～85％的情况下，加入适量比例碳纳米管，保证了封装材料的热膨胀系数保持在(6～9)×10^-6/℃，即在高温下材料涨缩现象较小的同时，将合金材料的抗拉强度较低从110MPa提高至150MPa～350MPa。从而使高硅铝合金材料，在相同体积的情况下具有更高的抗拉强度。

附图说明