本发明专利技术公开了一种用于SiC增强Al基复合材料的SiC预制件的制备方法，包括以下步骤：（1）将造孔剂淀粉加入到粘结剂分析纯Al(H2PO4)3中，混合均匀，得到均匀混合物；将均匀混合物加入到ɑ-SiC原料中，再次混合均匀，并经烘干、过筛后得到预制件材料；（2）将步骤（1）得到的预制件材料装入模具，使用液压机模压成型得到SiC预制件湿坯；（3）步骤（2）得到的SiC预制件湿坯经烧制后得到SiC预制件。本发明专利技术技术操作性强，工艺简单易行，成本低廉，易于控制；制备得到的SiC预制件具有适当的孔隙率且易于控制，孔隙分布均匀，力学强度高，足以满足后续液相渗Al需求。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，包括以下步骤：（1）将造孔剂淀粉加入到粘结剂分析纯Al(H2PO4)3中，混合均匀，得到均匀混合物；将均匀混合物加入到ɑ-SiC原料中，再次混合均匀，并经烘干、过筛后得到预制件材料；（2）将步骤（1）得到的预制件材料装入模具，使用液压机模压成型得到SiC预制件湿坯；（3）步骤（2）得到的SiC预制件湿坯经烧制后得到SiC预制件。本专利技术技术操作性强，工艺简单易行，成本低廉，易于控制；制备得到的SiC预制件具有适当的孔隙率且易于控制，孔隙分布均匀，力学强度高，足以满足后续液相渗Al需求。【专利说明】—种用于S i C增强AI基复合材料的S i C预制件的制备方法
本专利技术涉及电子封装材料的制备方法，特别涉及。
技术介绍
随着微电子器件向高性能、轻量化和小型化方向发展，微电子对封装材料提出越来越苛刻的要求。传统的封装材料包括硅基板，金属基板和陶瓷基板等。硅和陶瓷基板加工困难，成本高，热导率低；金属材料的热膨胀系数与微电子芯片不匹配，在使用过程中将产生热应力而翘曲。因此，这些传统的封装材料很难满足封装基板的苛刻需求。国内外新研发的散热基板材料有金属芯印刷电路板(MCPCB)、覆铜陶瓷板(DBC)和金属基低温烧结陶瓷基板(LTCC-M)。其中，金属芯印刷电路板热导率受到绝缘层的限制，热导率低，且不能实现板上封装；覆铜陶瓷板采用直接键合方式将陶瓷和金属键合在一起，提高了热导率，同时使得热膨胀系数控制在一个合适的范围，但金属和陶瓷的反应能力低，润湿性不好，使得键合难度高，界面结合强度低，易脱落；金属基低温烧结陶瓷基板对成型尺寸精度要求高，工艺复杂，也同样存在金属和陶瓷润湿性不好、易脱落的难题。近年来，AlSiC复合材料由于原材料价格便宜，能近净成形复杂形状，且具有热导率高、膨胀系数可调、比刚度大、密度小，使封装结构具有功率密度高、芯片寿命长、可靠性高和质量轻等特点，在电子封装领域展现出了良好的应用前景。AlSiC电子封装构件的制备方法由SiC预制件制备和融熔铝合金液浸渗两步组成。SiC预制件的制备是制备AlSiC复合材料的首要也是最重要的环节。目前，预制件的制备方法主要有模压成型、美国AFT公司的粉末注射成型和美国CPS公司的QuicksetTM注射成型技术。另外，还有研究者使用凝胶注模成型法，这种方法工艺复杂，工艺过程不易控制，生产效率低，而且工艺中用到的有机物大多具有毒性，对环境造成污染。以上诸方法中，模压成型法适用于一些结构简单的构件，成型模具制造简单、操作方便、周期短、无污染、效率高，便于实现自动化生产 ，较适用于SiC预制件的制备。融熔铝合金液浸渗采用真空压力浸渗工艺，这种方法制备得到的复合材料致密无孔洞，综合性能高。SiC预制件制备过程中，加入适量淀粉作为造孔剂，其在高温下燃烧挥发在预制体中留下孔隙，从而可制备出多孔SiC预制件。调节淀粉用量，可以实现对SiC预制件孔隙率的控制，同时淀粉具有一定的粘结作用，可增强预制件的力学强度。多孔SiC预制件中的孔隙最终被铝所填充，其数量(体积分数)、形状与分布决定了 AlSiC复合材料中铝的体积分数与分布。预制件的力学强度也决定了其在浸渗过程中能承载的浸渗压力，从而为得到更为致密的复合材料提供了前提。因此，多孔SiC预制体的孔隙率、力学强度等性能直接决定了复合材料的组织和性能。多数研究者采用有机粘结剂或多种无机试剂混合反应后作为粘结剂。其中，有机粘结剂多具有毒性，易造成环境污染等问题，且有机粘结剂不能耐高温，在浸渗过程中因高温而失去作用，造成复合材料的力学强度下降；多种无机试剂混合反应后作为粘结剂，增加了工艺流程，降低了生产效率。因此，需要找出一个单一组分、使用方便且耐闻温的粘结剂，以提闻AlSiC复合材料的力学性能。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点与不足，本专利技术的目的在于提供，技术操作性强，工艺简单易行，成本低廉，易于控制；制备得到的SiC预制件孔隙率可控，具有良好的力学性能，能完全满足后续真空压力浸渗的需要，为得到性能优良的AlSiC复合材料提供了前提。本专利技术的目的通过以下技术方案实现:—种用于SiC增强Al基复合材料的SiC预制件的制备方法，包括以下步骤:(I)将造孔剂淀粉加入到粘结剂分析纯Al(H2PO4)3中，混合均匀，得到均匀混合物；将均匀混合物加入到α-SiC原料中，再次混合均匀，并经烘干、过筛后得到预制件材料;所述淀粉的质量为α-SiC原料、粘结剂和淀粉质量之和的4?12% ;所述粘结剂的质量为α-SiC原料、粘结剂和淀粉质量之和的7?15% ；(2)将步骤(I)得到的预制件材料装入模具，使用液压机模压成型得到SiC预制件湿坯；(3)步骤(2)得到的SiC预制件湿坯经烧制后得到SiC预制件。步骤(3)所述烧制，烧成参数具体为:O?110°C升温时间为8?15min，110°C保温L 5?2.5h，110?260°C升温时间为 10 ?20min，260 ?340°C升温时间为 L 5 ?2.5h，340°C保温 L 5 ?2.5h, 340 ?500°C升温时间为I?2h，500°C保温I?2h，随炉冷却。 所述α-SiC原 料为粒径为50?70 μ m的α-SiC颗粒。所述模压成型的工艺参数为:压强为40?55Mpa,保压2?5min。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果:(I)本专利技术采用的Al (H2PO4)3粘结剂，使用过程简便，强度高，提高了本专利技术的SiC预制件的力学强度。(2)本专利技术选用淀粉作为造孔剂，造孔过程易于控制，并易于通过改变成型压力和淀粉用量控制预制件的孔隙率，从而控制AlSiC复合材料中SiC增强体的体积分数，控制复合材料综合性能。(3)本专利技术采用模压成型工艺制备SiC预制件，具有工艺简单易于控制，效率高，对设备要求低等优点，为大规模的生产打下基础。(4) SiC作为原材料,具有原材料成本低廉,易得的优点。【专利附图】【附图说明】图1为实施例1制备的SiC预制件的断面形貌图。图2为实例I制备的SiC预制件的三点抗弯强度挠曲伸长量与外加载荷之间关系图。【具体实施方式】下面结合实施例及附图，对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1本实施例的用于SiC增强Al基复合材料的SiC预制件的制备方法，包括以下步骤:(I)将造孔剂淀粉加入到粘结剂分析纯Al (H2PO4) 3中，混合均匀，得到均匀混合物；将均匀混合物加入到α-SiC原料中，再次混合均匀，并经烘干、过筛后得到预制件材料；所述淀粉的质量为α-SiC原料、粘结剂和淀粉质量之和的5% ;所述粘结剂的质量为α-SiC原料、粘结剂和淀粉质量之和的9% ;所述a-SiC原料为粒径50 μ m的α-SiC颗粒；(2)将步骤(I)得到的预制件材料装入模具，使用液压机模压成型得到SiC预制件湿坯；所述模压成型的工艺参数为:压强为50Mpa，保压3min。(3)步骤(2)得到的SiC预制件湿坯经烧制后得到SiC预制件。所述烧制的烧成参数为:0?110°C升温时间为101111，1101:保温211，110?2601:升温时间为15min，260?340°C升温时间为2h，340°C保温2h，340?500°C升温本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于SiC增强Al基复合材料的SiC预制件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将造孔剂淀粉加入到粘结剂分析纯Al(H2PO4)3中，混合均匀，得到均匀混合物；将均匀混合物加入到ɑ?SiC原料中，再次混合均匀，并经烘干、过筛后得到预制件材料；所述淀粉的质量为ɑ?SiC原料、粘结剂和淀粉质量之和的4～12%；所述粘结剂的质量为ɑ?SiC原料、粘结剂和淀粉质量之和的7～15%；（2）将步骤（1）得到的预制件材料装入模具，使用液压机模压成型得到SiC预制件湿坯；（3）步骤（2）得到的SiC预制件湿坯经烧制后得到SiC预制件。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李国强，刘玫潭，凌嘉辉，刘家成，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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