專利名稱：一種噴涂SiC/Al復(fù)合材料的制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴涂SiC/AI復(fù)合材料的制備工藝方法，屬于新材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電子封裝就是把構(gòu)成電子器件或集成電路的各個(gè)部件按規(guī)定的要求實(shí)現(xiàn)合理配 置、組裝、鍵合、連接、與環(huán)境隔離和保護(hù)等操作工藝，達(dá)到防止水分、塵埃及有害氣體對(duì)電 子器件或集成電路的浸入，減緩震動(dòng)、防止外力損傷和穩(wěn)定元件參數(shù)的目的。同時(shí)對(duì)該類(lèi)材 料要求是具備較高的熱導(dǎo)率、與芯片相近的熱膨脹系數(shù)，一定的剛度和強(qiáng)度，以及良好的 二次加工性能。傳統(tǒng)的電子封裝材料有三類(lèi)塑料封裝材料、陶瓷封裝材料和金屬封裝材料β3]。 用量較大、發(fā)展較快的是塑料封裝材料。它主要是由熱固性塑料，包括酚醛類(lèi)、樹(shù)脂類(lèi)、環(huán)氧 類(lèi)和有機(jī)硅類(lèi)。由于陶瓷材料的強(qiáng)度高、耐濕性和氣密性好，在航天和軍事工程中得到了一 定程度的應(yīng)用。金屬封裝材料主要以鈹、銅、鋁、鎢、鉬、柯瓦和銦瓦合金等材料。但是，這些 一般只能滿足封裝材料的某一項(xiàng)性能或幾項(xiàng)性能的要求，而難以同時(shí)滿足其所有的要求。 如Al、Cu等金屬的熱導(dǎo)率較高，但熱膨脹系數(shù)高且強(qiáng)度低；Irwar和Kovar合金的加工性能 好，熱膨脹系數(shù)低，但導(dǎo)熱性能差；W和Mo的熱膨脹系數(shù)小，導(dǎo)熱性能優(yōu)于Irwar和Kovar合 金，但價(jià)格較高，加工困難，可焊性差，密度高。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的電子封裝材料的缺點(diǎn)，本專利提供了一種簡(jiǎn)單、廉價(jià)、易行且性能 夠滿足要求的制備SiC/AI復(fù)合材料的工藝方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是利用廉價(jià)的Al和SiC、Cu粉末和高 速火焰噴涂設(shè)備，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法確定兩者的混合比例、噴涂工藝參數(shù)，制備高體積分 數(shù)的SiC/Al，SiC/Cu電子封裝材料。利用稀土和熱壓技術(shù)增強(qiáng)電子封裝材料的密度，通過(guò) 控制噴涂氣體種類(lèi)、流量來(lái)控制火焰的溫度。將噴涂而成的SiC/AI復(fù)合材料進(jìn)行熱壓，最 終制備出符合電子封裝性能要求的復(fù)合材料。本發(fā)明的有益效果是，由于采用高速火焰熱噴涂技術(shù)，大大降低了成本，操作簡(jiǎn) 單；石墨基板易于形成各種形狀，噴涂SiC/AI復(fù)合材料易于形成近終型。


附圖為噴涂SiC/AI復(fù)合材料的制備工藝流程圖
具體實(shí)施例方式將3 7比例的Al粉和SiC粉混合，并加入混合粉總量1. 5%硬脂酸作為過(guò)程控 制劑后，進(jìn)行球磨處理。球磨后的SiC/AI復(fù)合粉被放入烘干箱中在150°C下烘干。利用 CP-1000高速火焰噴涂設(shè)備，在噴涂距離200mm、乙炔壓力0. 07MPa、壓縮空氣壓力0. 08MPa下，將復(fù)合粉沉積到經(jīng)過(guò)預(yù)熱250°C的石墨板上，待噴涂材料達(dá)到所需要的厚度時(shí)，停止噴 涂并迅速冷卻，借助石墨與噴涂材料熱膨脹系數(shù)的不同，將復(fù)合材料板從石墨上剝離下來(lái)。 然后將該噴涂復(fù)合材料板加熱到550°C溫度，并施以一定壓力400MPa，在保溫15分鐘后即 得到所制備的噴涂SiC/Al復(fù)合材料。
權(quán)利要求
1.一種SiC/Al復(fù)合材料的制備工藝，其特征是，采用噴涂方法制備。
2.根據(jù)專利1的SiC/Al復(fù)合材料的制備工藝，其特征是，Al粉為純度大于99%的球 形顆粒，粒度為40 μ m。
3.根據(jù)專利要求1的SiC/Al復(fù)合材料的制備工藝，其特征是，α-SiC粉為純度大于 98 %的不規(guī)則形狀綠色顆粒，粒度為40 μ m 20 μ m。
4.根據(jù)專利要求1的SiC/Al復(fù)合材料的制備工藝，其特征是，Al和SiC混粉比例 3 7，并加入1.5%的硬脂酸作為過(guò)程控制劑。
5.根據(jù)專利要求4的Al和SiC的混合后需球磨，其特征是，球磨時(shí)間5小時(shí)、球料比 5 I0
6.根據(jù)專利要求1的SiC/Al復(fù)合材料的制備工藝，其特征是噴涂工藝為噴涂距離 200mm、乙炔壓力0. 07Mpa、壓縮空氣壓力0. 08Mpa。
7.根據(jù)專利要求1的SiC/Al復(fù)合材料的制備工藝，其特征是熱壓工藝為熱壓溫度 550°C、熱壓壓力400MPa、保壓時(shí)間15分鐘。全文摘要
本發(fā)明提供了一種簡(jiǎn)單、廉價(jià)、易行且性能夠滿足要求的制備SiC/Al復(fù)合材料的工藝方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是利用廉價(jià)的Al和SiC、Cu粉末和高速火焰噴涂設(shè)備，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法確定兩者的混合比例、噴涂工藝參數(shù)，制備高體積分?jǐn)?shù)的SiC/Al，SiC/Cu電子封裝材料。利用稀土和熱壓技術(shù)增強(qiáng)電子封裝材料的密度，通過(guò)控制噴涂氣體種類(lèi)、流量來(lái)控制火焰的溫度。將噴涂而成的SiC/Al復(fù)合材料進(jìn)行熱壓，最終制備出符合電子封裝性能要求的復(fù)合材料。
文檔編號(hào)C23C4/12GK102080202SQ200910073270
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2009年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月26日
發(fā)明者胡明 申請(qǐng)人:胡明