專利名稱：用振動(dòng)加速沉降技術(shù)制備SiC_p/A1電子封裝零件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于用于多芯片集成的電子封裝零件制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是提供了用振動(dòng)加速沉降技術(shù)制備SiCp/Al電子封裝零件的方法。
背景技術(shù)：
IC芯片集成度的提高促使電子封裝不斷的向小型化，輕量化和高密度組裝化方向發(fā)展，自二十世紀(jì)九十年代以來，各種高密度封裝技術(shù)，如芯片尺寸封裝(CSP),多芯片組件(MCM)及單極集成組件(SLIM)等不斷涌現(xiàn)，極大的增大了系統(tǒng)單位體積的發(fā)熱率。因此，研發(fā)具有低膨脹、高熱導(dǎo)及良好綜合性能的新型封裝材料顯得尤為重要。
SiCp/Al復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)具有可設(shè)計(jì)性(4 ~ 12 x 10-7K ),并可較好的與基板和芯片材料的熱膨脹系數(shù)相匹配，其導(dǎo)熱系數(shù)高U20 220w/m.K )，為Kovar合金的IO倍，也優(yōu)于W-Cu合金，并具有高彈性模量以及低密度(分別約為Kovar合金和W-Cu合金的1/2和1/4 )等優(yōu)點(diǎn)。另外碳化硅粉末價(jià)格低、來源廣、具有優(yōu)越的性能，而鋁是一種常見的、價(jià)格低廉的金屬材料，熔點(diǎn)低(66(TC)，密度較小(2. 7g/cm3)。因此，SiCp/Al復(fù)合材料成了一種具有廣闊應(yīng)用前景的電子封裝材料，但由于SiCp/Al復(fù)合材料當(dāng)SiC含量較高時(shí)材料的加工成形困難，期待研發(fā)出一種工藝穩(wěn)定，成本較低，材料綜合性能良好的制備工藝。
目前，制備SiC/Al復(fù)合材料的方法主要有粉末冶金法(見《材料工程》1997年第5期39 ~ 42頁(yè)，《粉末冶金SiCp/Al復(fù)合材料制備工藝對(duì)SiC。分布均勻性的影響》，作者樊建中等)、攪拌鑄造法(見《現(xiàn)代制造工程》2005第9期5 8頁(yè)，《顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的制備進(jìn)展》，作者程雪利等)、擠壓鑄造法(見《復(fù)合材料學(xué)報(bào)》2003第3期70~73頁(yè)，《擠壓鑄造法制備可變形SiCP/Al復(fù)合材料的組織與性能》，作者程雪利等)、噴射沉積法(見《粉末冶金技術(shù)》1997年第3期203 ~ 207頁(yè)，《噴射共沉積SiCp/Al復(fù)合材料的組織與 力學(xué)性能》，作者張麗英等)、無壓浸滲法(見《材料工程》2006年第6期13 ~ 16頁(yè)，《無壓浸滲法制備不同體積分?jǐn)?shù)及梯度SiCp/Al復(fù)合材料》，作者陳續(xù)東 等)等。而制備高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al電子封裝材料的方法主要有粉末冶金法、 擠壓鑄造法和離心鑄造法。
粉末冶金法是將兩種粉末按照需要的比例混合，將其機(jī)械壓制成所需封裝 材料零件形體的預(yù)制坯，然后在高溫高壓條件下燒結(jié)成形。該方法工藝過程多，
設(shè)備復(fù)雜，材料中孔洞多，封裝性能低。
才齊壓鑄造法是將SiC顆粒用物理和化學(xué)方法制備成有一定孔隙率的與所需 封裝材料零件形體相同的預(yù)制坯，將其置入成型模具中，待鋁液澆入模具后， 將鋁液擠入預(yù)制坯的孔隙中去。中國(guó)專利200510086820. 8公開了一種用粉末 注射成形/壓力熔浸法制備電子封裝材料的方法。首先配料、混合，將SiC顆 粒與粘結(jié)劑的按(55 - 75): (25 45)體積比混合，然后采用擠壓連續(xù)式混煉法 混料，混料后用球磨機(jī)研磨，再進(jìn)行注射成形，對(duì)注射成型后得到的坯件進(jìn)行 脫脂處理制得具有足夠強(qiáng)度和適當(dāng)孔隙率的SiC骨架；再將制得的SiC骨架放 入模具中，在壓力作用下將鋁液浸滲入SiC骨架制得SiCp55 ~ 75%/Al封裝材料。 該方法除了過程多，i殳備復(fù)雜，材料中孔洞多外，預(yù)制坯的孔隙4艮難充填完全， 因此，成品率低。該法還處在實(shí)驗(yàn)研究階段。
中國(guó)發(fā)明專利200810237293. X公開了 一種運(yùn)用離心鑄造法制備SiCp/Al 電子封裝零件的方法。以一定體積分?jǐn)?shù)的SiCp/Al復(fù)合材料為原料，運(yùn)用離心 鑄造法將SiC顆粒偏聚到局部區(qū)域制備出高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al電子封裝零件。 該方法先解決顆粒與合金的潤(rùn)濕，再實(shí)現(xiàn)顆粒的高體積分布，可以極大的改善 產(chǎn)品性能，但由于離心加速度沿離心力方向逐漸變化，容易造成運(yùn)用該方法制 備的電子封裝零件中的SiC顆粒在離心力方向的分布出現(xiàn)差異，進(jìn)而造成材料 性質(zhì)沿離心力方向發(fā)生變化。
對(duì)于重力方向的顆粒沉降而言，在重力方向具有恒定的重力加速度，且沿 垂直方向的振動(dòng)激勵(lì)可以促進(jìn)兩相流體中密度較大的 一相沉降和改善分布狀態(tài)，因此，采用振動(dòng)激勵(lì)加速沉降技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)SiCp/Al復(fù)合材料熔融漿料中 SiC顆粒的沉降，制備SiCp/Al電子封裝零件具有更好的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供用振動(dòng)加速沉降技術(shù)制備SiCp/Al電子封裝零件的 方法。以SiCp/Al復(fù)合材料為原料，將熔融SiCp/Al復(fù)合材料澆注入成型模具 中并保溫，采用振動(dòng)激勵(lì)加速沉降高溫SiCp/Al復(fù)合材料熔體中的SiC顆粒到 熔體下部，冷卻凝固后切割掉位于鑄件上部完全由Al-Si合金構(gòu)成的部分，制 備出體積分?jǐn)?shù)為45~70°/。的SiCp/Al電子封裝零件，所述零件的材料具有高熱 導(dǎo)率、低熱膨脹系數(shù)、SiC顆粒分布均勻和高致密度的特點(diǎn)，并且制備過程中 工藝和設(shè)備簡(jiǎn)單、制備周期短、能凈終成形，有成本低、孔隙率低和材料性能 好的優(yōu)點(diǎn)。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明步驟的過程為
1) 材料配制
選4奪粒徑為5 ~ 150 iam的SiC顆粒，鋁合金為A1-Si系合金，SiC顆粒與 A1-Si基體合金按照(15 - 35): (65 ~ 85)的體積分?jǐn)?shù)比例關(guān)系備料。制備SiC 顆粒體積分?jǐn)?shù)45°/。左右的SiCp/Al復(fù)合材料零件時(shí)，可以選擇其中某一種粒徑 等級(jí)的SiC顆粒；當(dāng)需要獲得更高體積分?jǐn)?shù)的SiCp/Al復(fù)合材料時(shí)，需要合理 搭配不同粒徑等級(jí)的SiC顆粒，以保證小粒徑顆?？梢蕴钛a(bǔ)在大粒徑顆粒之 間的間隙中，以提高S i C顆粒在復(fù)合材料中所占體積分?jǐn)?shù)；
2) SiCp/Al復(fù)合材一制備運(yùn)用攪拌鑄造法制備出SiCp/Al復(fù)合材料漿料;
3) 將制備好的SiCp/Al復(fù)合材料加熱到650-750°C;
4) 將封裝零件成型^t具加熱到620 72(TC;
5) 高溫振動(dòng)沉降。在振動(dòng)頻率為20~40HZ、振幅為3mm的條件下，振動(dòng) 20~30分鐘，將加熱到650-750。C的SiCp/Al復(fù)合材料澆注入加熱到620 - 720 。C的成形模具中，保持恒定的模具溫度，熔融復(fù)合材料中的SiC顆粒在振動(dòng)力 場(chǎng)作用下發(fā)生偏聚，聚集到成形模具底部。
6) 獲取鑄件。待復(fù)合材料凝固冷卻后脫模，得到高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料部分和Al合金部分構(gòu)成的鑄件；
7) 零件制備。待鑄件冷卻至室溫后去除鑄件中Al合金部分；
8) 精加工。對(duì)所得到的鑄件中高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料部分進(jìn)行精加 工，得到封裝零件。
本發(fā)明的有益效果在于
1. 能夠制備出SiC顆粒體積含量為45~70%的SiCp/Al電子封裝材料，其 導(dǎo)熱率為180~215w/m.K、熱膨脹系數(shù)為(10. 5~6. 2) x 10-6/K、密度為2. 9 ~ 3. 10g/cm3,孔隙率低于1%,與離心鑄造制備SiCp/Al電子封裝零件相比，所 獲得的SiCp/Al復(fù)合材料中SiC顆粒沿沉降方向均勻分布。SiCp/Al電子封裝零 件可以在多芯片、大功率集成電路和氣密性封裝上得到應(yīng)用。
2. 本發(fā)明的工藝主要在振動(dòng)激勵(lì)作用下沿重力方向偏聚SiCp/Al復(fù)合材料 熔融漿料中SiC顆粒制備而成，因此工藝過程和成形設(shè)備比SiCp粉末/鋁粉末 壓制/燒結(jié)法和SiCp粉末預(yù)制坯/鋁液擠壓鑄造法簡(jiǎn)單、生產(chǎn)周期短、效率高、 成本低，較離心鑄造法制備SiCp/Al電子封裝零件更容易控制。
3. 本發(fā)明的熔融SiCp/Al復(fù)合材料流動(dòng)性能好，在振動(dòng)激勵(lì)作用下的材料 成形性能好，通過成型模具，可以直接鑄造出SiCp/Al電子封裝零件，實(shí)現(xiàn)零 件的凈終成形，減少后續(xù)枳i械加工成本。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。 圖1是電子封裝零件成形工藝圖； 圖2是封裝零件成形裝置圖； 圖3是鑄件示意圖。
圖中，l為振動(dòng)裝置，2為模具支撐、升降機(jī)構(gòu)，3為成型才莫具(1), 4為 成型模具(2)， 5為模具蓋板，6為加熱保溫設(shè)備，7為保護(hù)氣通氣裝置，8為 熱電偶，9為控溫裝置，10為鋁-硅合金部分，ll為電子封裝零件，12為切割 面，13為封裝零件上導(dǎo)線引出孔。
具體實(shí)施例方式
參見圖1、圖2和圖3。本發(fā)明所述制備SiCp/Al電子封裝零件的方法步驟 如下
①選用SiC顆粒與Al-Si系合金，SiC顆粒與Al-Si合金按(15 - 35): (65 ~ 85)的體積比配比；②用攪拌鑄造法制備出具有均勻分布SiC顆粒的SiCp/Al 復(fù)合材料漿料，③在加熱爐中將SiCp/Al復(fù)合材料力。熱到650 ~75(TC;④安裝 好成型模具，預(yù)熱成型模具溫度到620 ~ 720°C;⑤將熔融的SiCp/Al復(fù)合材料 漿料澆注到預(yù)熱的模具型腔內(nèi)并保溫，調(diào)整振動(dòng)裝置沿重力方向的振動(dòng)頻率為 20 - 40HZ,振幅為3mm,振動(dòng)時(shí)間為20~30分鐘，SiCp/Al復(fù)合材料中的SiC 顆粒沉降到模具底部區(qū)域，鑄造出由SiC體積分?jǐn)?shù)為45~70%的SiCp/Al復(fù)合 材料部分和A1-Si合金部分構(gòu)成的鑄件； 冷卻、凝固、脫模；⑦降至室溫后 沿切割面12去除鑄件的Al-Si合金部分10;⑧精加工SiC體積分?jǐn)?shù)為40 ~ 75% 的SiCp/Al復(fù)合材料部分，即得封裝零件。所述封裝零件11上設(shè)置有用于集成 電路的導(dǎo)線引出孔13。
參見圖2,本發(fā)明所述模具由成型模具3和4構(gòu)成的模具，上部由模具蓋 板5蓋住，通過^^莫具支撐和升降機(jī)構(gòu)2固定在加熱、保溫設(shè)備6中，加熱、保 溫設(shè)備通過控溫裝置9進(jìn)行加熱和準(zhǔn)確控溫，振動(dòng)發(fā)生裝置1的振動(dòng)激勵(lì)作用 在支撐與升降機(jī)構(gòu)2上，模具型腔中通過保護(hù)氣通氣裝置7通保護(hù)氣和放置熱 電偶8進(jìn)4亍測(cè)溫。
具體實(shí)施例如下
實(shí)施例1
原料SiC顆粒粒徑為5-10jnm尺度等級(jí)的顆粒，Al-Si合金為ZL104合 金。SiC顆粒與ZL104合金的體積比為15: 85。
取17. 00kgZL104合金和3. 56kg的5 ~ lOjnm SiC顆粒，在電阻爐中熔煉 合金并精煉；然后降溫至58(TC,同時(shí)SiC顆粒預(yù)熱到250 ~ 300°C;然后將SiC 顆粒添加至降溫至58(TC的熔體中，用攪拌鑄造法(背景技術(shù)中已經(jīng)提到復(fù)合 材料制備方法包括攪拌鑄造法)制備出SiCp/Al復(fù)合材料漿料；然后持續(xù)攪拌
10加熱到650 ~ 680°C;然后預(yù)熱成型4莫具溫度至620 ~ 650°C;再將熔融的復(fù)合 材料漿料澆注到成形模具型腔內(nèi)，保持該溫度在外加振動(dòng)頻率為20HZ、振幅 3mm、振動(dòng)時(shí)間為30分鐘的條件下沉降SiC顆粒到鑄件下部，待鑄件凝固、冷 卻后脫模取出鑄件冷卻到室溫，然后運(yùn)用機(jī)械切割的方法切除鑄件上部的 Z1104合金部分，得到SiCpVol.45%/Al電子封裝零件，構(gòu)成零件的材料的導(dǎo)熱 率為215w/m.K，密度為2. 9 g/cm3,孔隙率為0. 3°/ ，熱膨脹系數(shù)為10. 5 x 1(T7K。 實(shí)施例2
原料SiC顆粒粒徑為10-15 jim尺度等級(jí)的顆粒，Al-Si合金為ZL101 合金。SiC顆粒與ZL101合金的體積比為15: 85。
取17. OOkgZLlOl合金和3. 56kg的10~ 15 jum SiC顆粒，在電阻爐中熔煉 合金并精煉；然后降溫至585。C,同時(shí)SiC顆粒預(yù)熱到250 - 30(TC;然后將SiC 顆粒添加至降溫至585。C的熔體中，用攪拌鑄造法(背景技術(shù)中已經(jīng)提到復(fù)合 材料制備方法包括攪拌鑄造法)制備出SiCp/Al復(fù)合材料漿料；然后持續(xù)攪拌 加熱到650 ~ 680°C;然后預(yù)熱成型才莫具溫度至620 ~ 65(TC;再將熔融的復(fù)合 材料漿料澆注到成形模具型腔內(nèi)；保持該溫度在外加振動(dòng)頻率為20HZ、振幅 3mm、振動(dòng)時(shí)間為30分鐘的條件下沉降SiC顆粒到鑄件下部；待鑄件凝固、冷 卻后脫模取出鑄件冷卻到室溫，然后運(yùn)用機(jī)械切割的方法切除鑄件上部的 Z1101合金部分，得到SiCpVol. 45%/Al電子封裝零件，構(gòu)成零件的材料的導(dǎo)熱 率為215w/m.K,密度為2. 9 g/cm3,孔隙率為0. 3%，熱膨脹系數(shù)為10. 5 x 10—6/K。
實(shí)施例3
原料SiC顆粒粒徑為15-20 jLim尺度等級(jí)的顆粒，Al-Si合金為ZL104 合金。SiC顆粒與ZL104合金的體積比為15: 85。
取17. 00kgZL104合金和3. 56kg的15 ~ 20pmSiC顆粒，在電阻爐中熔煉合 金并精煉；然后降溫至580。C，同時(shí)SiC顆粒預(yù)熱到250 ~ 30(TC;然后將SiC 顆粒添加至降溫至580。C的熔體中，用攪拌鑄造法(背景技術(shù)中已經(jīng)提到復(fù)合 材料制備方法包括攪拌鑄造法)制備出SiCp/Al復(fù)合材料漿料；然后持續(xù)攪拌 加熱到650 ~ 680°C;然后預(yù)熱成型才莫具溫度至620 ~ 650°C;再將熔融的復(fù)合材料漿料澆注到成形模具型腔內(nèi)，保持該溫度在外加振動(dòng)頻率為20HZ、振幅 3醒、振動(dòng)時(shí)間為30分鐘的條件下沉降SiC顆粒到鑄件下部，待鑄件凝固、冷 卻后脫模取出鑄件冷卻到室溫，然后運(yùn)用機(jī)械切割的方法切除鑄件上部的 Z1104合金部分，得到SiCpVol. 45%/Al電子封裝零件，構(gòu)成零件的材料的導(dǎo)熱 率為215w/m.K，密度為2. 9 g/cm3，孔隙率為0. 3%,熱膨脹系數(shù)為10. 5 x 10—6/K。 實(shí)施例4
原料SiC顆粒粒徑為20 25lam等級(jí)的顆粒，Al-Si合金為ZL101合金。 SiC顆粒與ZL101合金的體積比為20: 80。
取17. OOkgZLlOl合金和3. 56kg的20~ 25 iam SiC顆粒，在電阻爐中熔煉 合金并精煉；然后降溫至585。C,同時(shí)SiC顆粒預(yù)熱到250 ~ 300°C;然后將SiC 顆粒添加至降溫至585。C的熔體中，用攪拌鑄造法(背景技術(shù)中已經(jīng)提到復(fù)合 材料制備方法包括攪拌鑄造法)制備出SiCp/Al復(fù)合材料漿料；然后持續(xù)攪拌 加熱到650 ~ 680°C;然后預(yù)熱成型^t具溫度至620 ~ 650°C;再將熔融的復(fù)合 材料漿料澆注到成形模具型腔內(nèi)；保持該溫度在外加振動(dòng)頻率為20HZ、振幅 3mm、振動(dòng)時(shí)間為30分鐘的條件下沉降SiC顆粒到鑄件下部；待鑄件凝固、冷 卻后脫模取出鑄件冷卻到室溫，然后運(yùn)用機(jī)械切割的方法切除鑄件上部的 Z1101合金部分，得到SiCpVol. 45°/。/Al電子封裝零件，構(gòu)成零件的材料的導(dǎo)熱 率為215w/m.K，密度為2. 9 g/cm3,孔隙率為0. 3%，熱膨脹系數(shù)為10. 5 x 1(r7K。
實(shí)施例5
原料SiC顆粒粒徑為25-33 mm等級(jí)的顆粒，Al-Si合金為ZL105合金。 SiC顆粒與ZL105合金的體積比為15: 85。
取17. 00kgZL105合金和3. 56kg的25-33jam SiC顆粒，在電阻爐中熔煉 合金并精煉；然后降溫至58(TC，同時(shí)SiC顆粒預(yù)熱到250 - 300°C;然后將SiC 顆粒添加至降溫至580。C的熔體中，用攪拌鑄造法(背景技術(shù)中已經(jīng)提到復(fù)合 材料制備方法包括攪拌鑄造法)制備出SiCp/Al復(fù)合材料漿料；然后持續(xù)攪拌 加熱到650 ~ 68(TC;然后預(yù)熱成型模具溫度至620 ~ 650°C;再將熔融的復(fù)合 材料漿料澆注到成形模具型腔內(nèi)；保持該溫度在外加振動(dòng)頻率為20HZ、振幅為3mm、振動(dòng)時(shí)間為30分鐘的條件下沉降SiC顆粒到鑄件下部；待鑄件凝固、冷 卻后脫模取出鑄件冷卻到室溫，然后運(yùn)用機(jī)械切割的方法切除鑄件上部的 Z1105合金部分，得到SiCpVol.45%/Al電子封裝零件，構(gòu)成零件的材料的導(dǎo)熱 率為215w/m.K,密度為2. 9 g/cm3,孔隙率為0. 3%，熱膨脹系數(shù)為10. 5 x 10—6/K。 實(shí)施例6
原料SiC顆粒粒徑為33 47lum等級(jí)的顆粒，Al-Si合金為ZL106合金。 SiC顆粒與ZL106合金的體積比為15: 85。
取17. 00kgZL106合金和3. 56kg的33~47|am SiC顆粒，在電阻爐中熔煉 合金并精煉；然后降溫至585。C，同時(shí)SiC顆粒預(yù)熱到250 ~ 300°C;然后將SiC 顆粒添加至降溫至585。C的熔體中，用攪拌鑄造法(背景技術(shù)中已經(jīng)提到復(fù)合 材料制備方法包括攪拌鑄造法)制備出SiCp/Al復(fù)合材料漿料；然后持續(xù)攪拌 加熱到650 ~ 680°C;然后預(yù)熱成型模具溫度至620 ~ 650°C;再將熔融的復(fù)合 材料漿料澆注到成形模具型腔內(nèi)；保持該溫度在外加振動(dòng)頻率為20HZ、振幅為 3mm、振動(dòng)時(shí)間為30分鐘的條件下沉降SiC顆粒到鑄件下部；待鑄件凝固、冷 卻后脫模取出鑄件冷卻到室溫，然后運(yùn)用機(jī)械切割的方法切除鑄件上部的 Z1106合金部分，得到SiCpVol. 45%/Al電子封裝零件，構(gòu)成零件的材料的導(dǎo)熱 率為215w/m.K，密度為2. 9 g/cm3，孔隙率為0. 3%,熱膨脹系數(shù)為10. 5 x 1(rVK。
實(shí)施例7
原料SiC顆粒粒徑為47 53jum等級(jí)的顆粒，Al-Si合金為ZL104合金。 SiC顆粒與ZL104合金的體積比為15: 85。
取17. 00kgZL104合金和3. 56kg的47 ~ 53pm SiC顆粒，在電阻爐中熔煉 合金并精煉；然后降溫至58(TC,同時(shí)SiC顆粒預(yù)熱到250 - 30(TC;然后將SiC 顆粒添加至降溫至580。C的熔體中，用攪拌鑄造法(背景技術(shù)中已經(jīng)提到復(fù)合 材料制備方法包括攪拌鑄造法)制備出SiCp/Al復(fù)合材料漿料；然后持續(xù)攪拌 加熱到650 ~ 680°C;然后預(yù)熱成型模具溫度至620 ~ 65(TC;再將熔融的復(fù)合 材料漿料澆注到成形^t具型腔內(nèi)；保持該溫度在外加振動(dòng)頻率為20HZ、振幅為 3mm、振動(dòng)時(shí)間為30分鐘的條件下沉降SiC顆粒到鑄件下部；待鑄件凝固、冷
13卻后脫模取出鑄件冷卻到室溫，然后運(yùn)用機(jī)械切割的方法切除鑄件上部的
Z1104合金部分，得到SiCpVol. 45VA1電子封裝零件，構(gòu)成零件的材料的導(dǎo)熱 率為215w/m.K,密度為2. 9 g/cm3,孔隙率為0. 3°/。，熱膨脹系數(shù)為10. 5 x 10—6/K。 實(shí)施例8
原料SiC顆粒粒徑為15-20 jum、 25~33jum、 53 ~ 61 ju m三種等級(jí)的顆 4立，4安15 — 20 |um: 25~33jum: 53~61|um為1: 2: 3酉己t匕，Al-Si合金為ZL109 系合金。SiC顆粒與ZL109合金的體積比為15: 85。
取17. 00kgZL109合金和3. 56kg的SiC顆粒(其中15-20mm為0. 60kg， 25 33jnm為1.18kg, 53 ~ 61 um為1. 78kg ),在電阻爐中熔煉合金并精煉； 然后降溫至585。C,同時(shí)SiC顆粒預(yù)熱到250 ~ 300°C;然后將SiC顆粒添加至 降溫至585。C的熔體中，用攪拌鑄造法(背景技術(shù)中已經(jīng)提到復(fù)合材料制備方 法包括攪拌鑄造法)制備出SiCp/Al復(fù)合材料漿料；然后持續(xù)攪拌加熱到650 ~ 680°C;然后預(yù)熱成型模具溫度至620 ~ 650°C;再將熔融的復(fù)合材料漿料澆注 到成形模具型腔內(nèi)；保持該溫度在外加振動(dòng)頻率為20HZ、振幅為3mm、振動(dòng)時(shí) 間為30分鐘的條件下沉降SiC顆粒到鑄件下部；待鑄件凝固、冷卻后脫模取 出鑄件冷卻到室溫，然后運(yùn)用機(jī)械切割的方法切除鑄件上部的Z1109合金部分， 得到SiCpVol.45°/ /Al電子封裝零件，構(gòu)成零件的材料的導(dǎo)熱率為215w/m.K, 密度為2. 9 g/cm3，孔隙率為0. 4%，熱膨脹系數(shù)為10. 5 x 10—6/K。
實(shí)施例9
原料SiC顆粒粒徑為20~ 25 iam、 33~47|am、 74 ~ 83 y m三種等級(jí)的顆 粒，按20 - 25 jum: 33 - 47 |am: 74 ~ 83 jam為1: 1: 2配比，A1-Si合金為ZL112Y 合金。SiC顆粒與ZL112Y合金的體積比為15: 85。
取17. 00kgZL112Y合金和3. 56kg的SiC顆粒(其中20~25 inm為0. 89kg， 33 47jLim為0. 89kg， 74 ~ 83 ju m為1. 78kg ),在電阻爐中熔煉合金并精煉； 然后降溫至580。C，同時(shí)SiC顆粒預(yù)熱到250 ~ 300°C;然后將SiC顆粒添加至 降溫至580。C的熔體中，用攪拌鑄造法(背景技術(shù)中已經(jīng)提到復(fù)合材料制備方 法包括攪拌鑄造法)制備出SiCp/Al復(fù)合材料漿料；然后持續(xù)攪拌加熱到650 ~680°C;然后預(yù)熱成型模具溫度至620 - 650。C;再將熔融的復(fù)合材料漿料澆注 到成形模具型腔內(nèi)；保持該溫度在外加振動(dòng)頻率為20HZ、振幅為3隱、振動(dòng)時(shí) 間為30分鐘的條件下沉降SiC顆粒到鑄件下部；待鑄件凝固、冷卻后脫模取 出鑄件冷卻到室溫，然后運(yùn)用機(jī)械切割的方法切除鑄件上部的Z1112Y合金部 分，得到SiCpVol.45VAl電子封裝零件，構(gòu)成零件的材料的導(dǎo)熱率為 215w/m.K，密度為2. 9 g/cm3，孔隙率為0. 4°/ ，熱膨脹系數(shù)為10. 5 x 10—6/K。 實(shí)施例10
原料SiC顆粒粒徑為20~ 25 jLim、 47~53|am、 74 ~ 83 jli m三種等級(jí)的顆 ^i, 4姿20 — 25 jum: 47 ~ 53/am: 74~83|am為1: 1: 3酉己t匕，Al—Si合金為ZL114 合金。SiC顆粒與ZL114合金的體積比為15: 85。
取17. 00kgZL114合金和3. 56kg的SiC顆粒(其中20 25jam為0. 71kg， 47 - 53jum為0. 71kg， 74 ~ 83 jlim為2. 14kg ),在電阻爐中熔煉合金并精煉； 然后降溫至585。C,同時(shí)SiC顆粒預(yù)熱到250 ~ 30(TC;然后將SiC顆粒添加至 降溫至585。C的熔體中，用攪拌鑄造法(背景技術(shù)中已經(jīng)提到復(fù)合材料制備方 法包括攪拌鑄造法)制備出SiCp/Al復(fù)合材料漿料；然后持續(xù)攪拌加熱到650 ~ 680°C;然后預(yù)熱成型模具溫度至620 ~ 650°C;再將熔融的復(fù)合材料漿料澆注 到成形模具型腔內(nèi)；保持該溫度在外加振動(dòng)頻率為20HZ、振幅為3mm、振動(dòng)時(shí) 間為30分鐘的條件下沉降SiC顆粒到鑄件下部；待鑄件凝固、冷卻后脫4莫取 出鑄件冷卻到室溫，然后運(yùn)用機(jī)械切割的方法切除鑄件上部的ZL114合金部分， 得到SiCpVol.45°/ /Al電子封裝零件，構(gòu)成零件的材料的導(dǎo)熱率為215w/m.K, 密度為2. 9 g/cm3,孔隙率為0. 4%,熱膨脹系數(shù)為10. 5 x lO—6/K。
實(shí)施例11
原料SiC顆粒粒徑為15~20jLim、 25~33|nm、 74 ~ 83 ja m三種等級(jí)的顆 斗立，才姿15 20jam: 25~33|am: 74 - 83iam為l: 1: 2配比，Al-Si合金為 ZL104合金。SiC顆粒與ZL104合金的體積比為20: 80。
取17. OOkg ZL104合金和5. OOkg的SiC顆粒(其中15 ~ 20inm為1. 25kg, 25 - 33jam為1.25kg, 74 ~ 83 jum為2. 50kg ),在電阻爐中熔煉合金并精煉；然后降溫至585。C，同時(shí)SiC顆粒預(yù)熱到250 ~ 30(TC;然后將SiC顆粒添加至 降溫至585。C的熔體中，用攪拌鑄造法(背景技術(shù)中已經(jīng)提到復(fù)合材料制備方 法包括攪拌鑄造法)制備出SiCp/Al復(fù)合材料漿料；然后持續(xù)攪拌加熱到680 -710°C;然后預(yù)熱成型模具溫度至650 68(TC;再將熔融的復(fù)合材料漿料澆注 到成形模具型腔內(nèi)；保持該溫度在外加振動(dòng)頻率為30HZ、振幅為3mm、振動(dòng)時(shí) 間為25分鐘的條件下沉降SiC顆粒到鑄件下部；待鑄件凝固、冷卻后脫模取 出鑄件冷卻到室溫，然后運(yùn)用機(jī)械切割的方法切除鑄件上部的ZL104合金部分， 得到SiCpVol. 55%/Al電子封裝零件，構(gòu)成零件的材料的導(dǎo)熱率為215w/m.K, 密度為2. 95 g/cm3,孔隙率為0. 45%,熱膨脹系數(shù)為7. 9 x 1(r7K。 實(shí)施例12
原料SiC顆粒粒徑為20~25ium、 47 53jum、 74 ~ 83 jli m三種的顆粒， 4姿20' 25jum: 47~53|am: 74 83jam為l: 2: 1酉己t匕，Al—Si合金為ZL109 合金。SiC顆粒與ZL109合金的體積比為25: 75。
取17. OOkg ZL109合金和6. 72kg的SiC顆粒(其中20 - 25jum為1. 68kg, 47 - 53jum為3. 26kg， 74 ~ 83 |a m為1. 68kg )，在電阻爐中熔煉合金并精煉； 然后降溫至585。C，同時(shí)SiC顆粒預(yù)熱到250 - 30(TC;然后將SiC顆粒添加至 降溫至585。C的熔體中，用攪拌鑄造法(背景技術(shù)中已經(jīng)提到復(fù)合材料制備方 法包括攪拌鑄造法)制備出SiCp/Al復(fù)合材料漿料；然后持續(xù)攪拌加熱到720 ~ 750°C;然后預(yù)熱成型模具溫度至700 72(TC;再將熔融的復(fù)合材料漿料澆注 到成形模具型腔內(nèi)；保持該溫度在外加振動(dòng)頻率為30HZ、振幅為3mm、振動(dòng)時(shí) 間為25分鐘的條件下沉降SiC顆粒到鑄件下部；待鑄件凝固、冷卻后脫4莫取 出鑄件冷卻到室溫，然后運(yùn)用機(jī)械切割的方法切除鑄件上部的ZL109合金部分, 得到SiCpVol. 60%/Al電子封裝零件，構(gòu)成零件的材料的導(dǎo)熱率為200w/m.K， 密度為3. 0 g/cm3,孔隙率為0. 5%,熱膨脹系數(shù)為7. 0 x 10—6/K。
實(shí)施例13
原料SiC顆粒粒徑為25 33jam、 53 61jum、 74 ~ 83 p m三種等級(jí)的顆 粒按l: 2: 3配比，A1-Si合金為ZL104合金。SiC顆粒與ZL104合金的體積比為25: 75。
取17. OOkg ZL104合金和6. 72kg的SiC顆粒(其中25 ~ 33jnm為1. 12kg, 53~61 jum為1.24kg, 74 ~ 83 jam為3. 36kg ),在電阻爐中熔煉合金并精煉； 然后降溫至580。C,同時(shí)SiC顆粒預(yù)熱到250 ~ 300°C;然后將SiC顆粒添加至 降溫至580。C的熔體中，用攪拌鑄造法(背景技術(shù)中已經(jīng)提到復(fù)合材料制備方 法包括攪拌鑄造法)制備出SiCp/Al復(fù)合材料漿料；然后持續(xù)攪拌加熱到730 ~ 75(TC;然后預(yù)熱成型^f莫具溫度至700 ~ 720°C;再將熔融的復(fù)合材料漿料澆注 到成形模具型腔內(nèi)；保持該溫度在外加振動(dòng)頻率為30HZ、振幅為3隱、振動(dòng)時(shí) 間為25分鐘的條件下沉降SiC顆粒到熔體下部；待鑄件凝固、冷卻后脫才莫取 出鑄件冷卻到室溫，然后運(yùn)用機(jī)械切割的方法切除鑄件上部的ZL104合金部分， 得到SiCpVol.60°/。/Al電子封裝零件，構(gòu)成零件的材料的導(dǎo)熱率為200w/m.K， 密度為3. 0 g/cm3,孔隙率為0. 5%,熱膨脹系數(shù)為7. 0 x 10—6/K。
實(shí)施例14
原料SiC顆粒粒徑為20~ 25 jum、 61 74jum、 83 ~ 150 ju m三種等級(jí)的 顆粒，4姿20 — 25 jam: 61 ~ 74 jnm; 83 ~ 150 jam為1: 2: 1配比，A1-Si合金 為ZL101合金。SiC顆粒與ZL101合金的體積比為25: 75。
取17. OOkg ZL101合金和6. 72kg的SiC顆粒(其中20 25jnm為1. 12kg, 61-74jam為1.24kg， 83 ~ 150 jli m為3. 36kg )，在電阻爐中熔煉合金并精煉； 然后降溫至580。C,同時(shí)SiC顆粒預(yù)熱到250 ~ 300°C;然后將SiC顆粒添加至 降溫至58(TC的熔體中，用攪拌鑄造法(背景技術(shù)中已經(jīng)提到復(fù)合材料制備方 法包括攪拌鑄造法)制備出SiCp/Al復(fù)合材料漿料；然后持續(xù)攪拌加熱到730 ~ 750°C;然后預(yù)熱成型模具溫度至700 720。C;再將熔融的復(fù)合材料漿料澆注 到成形模具型腔內(nèi)；保持該溫度在外加振動(dòng)頻率為30HZ、振幅為3mm、振動(dòng)時(shí) 間為25分鐘的條件下沉降SiC顆粒到熔體下部；待鑄件凝固、冷卻后脫模取 出鑄件冷卻到室溫，然后運(yùn)用機(jī)械切割的方法切除鑄件上部的ZL101合金部分， 得到SiCpVol. 60%/Al電子封裝零件，構(gòu)成零件的材料的導(dǎo)熱率為200w/m.K， 密度為3. 0 g/cm3,孔隙率為0. 5%,熱膨脹系數(shù)為7. 0 x 10—6/K。實(shí)施例15
SiC顆粒粒徑為25 - 33jum、 47~53|am、 83 ~ 150 ja m三種等級(jí)的顆粒，按 25~33jam: 47~53|am: 83 150jam為l: 1: 2配比，Al-Si合金為ZL109 合金。SiC顆粒與ZL109合金的體積比為30: 70。
取17. OOkg ZL109合金和8. 63kg的SiC顆粒(其中25~33拜為2. 16kg， 47 53jum為2. 16kg, 83 ~ 150 jam為4. 31kg ),在電阻爐中熔煉合金并精煉； 然后降溫至580。C，同時(shí)SiC顆粒預(yù)熱到250 ~ 300°C;然后將SiC顆粒添加至 降溫至58(TC的熔體中，用攪拌鑄造法(背景技術(shù)中已經(jīng)提到復(fù)合材料制備方 法包括攪拌鑄造法)制備出SiCp/Al復(fù)合材料漿料；然后持續(xù)攪拌加熱到730 ~ 750°C;然后預(yù)熱成型模具溫度至700 72(TC;再將熔融的復(fù)合材料漿料澆注 到成形模具型腔內(nèi)；保持該溫度在外加振動(dòng)頻率為30HZ、振幅為3mm、振動(dòng)時(shí) 間為25分鐘的條件下沉降SiC顆粒到熔體下部；待鑄件凝固、冷卻后脫模取 出鑄件冷卻到室溫，然后運(yùn)用機(jī)械切割的方法切除鑄件上部的ZL109合金部分， 得到SiCpVol. 65°/ /Al電子封裝零件，構(gòu)成零件的材料的導(dǎo)熱率為190w/m.K, 密度為3. 05 g/cm3，孔隙率為0. 6°/ ，熱膨脹系數(shù)為6. 7 x lO—6/K。
實(shí)施例16
SiC顆粒粒徑為25 ~ 33|am、 53~61|iim、 83 ~ 150 |a m三種等級(jí)的顆粒，按 25~33|um: 53~61jam: 83 ~ 150 m m為1: 1: 3配比，Al-Si合金為ZL101 合金。SiC顆粒與ZL101合金的體積比為30: 70。
取17. OOkg ZL101合金和8. 63kg的SiC顆粒(其中25 ~ 33 |a m為1. 72kg, 53 ~ 61 iam為1.72kg, 83 ~ 150 p m為5. 19kg ),在電阻爐中熔煉合金并精煉； 然后降溫至585。C,同時(shí)SiC顆粒預(yù)熱到250 ~ 300°C;然后將SiC顆粒添加至 降溫至585。C的熔體中，用攪拌鑄造法(背景技術(shù)中已經(jīng)提到復(fù)合材料制備方 法包括攪拌鑄造法)制備出SiCp/Al復(fù)合材料漿料；然后持續(xù)攪拌加熱到730 ~ 750°C;然后預(yù)熱成型模具溫度至700 ~ 720°C;再將熔融的復(fù)合材料漿料澆注 到成形模具型腔內(nèi)；保持該溫度在外加振動(dòng)頻率為30HZ、振幅為3mm、振動(dòng)時(shí) 間為25分鐘的條件下沉降SiC顆粒到熔體下部；待鑄件凝固、冷卻后脫模取出鑄件冷卻到室溫，然后運(yùn)用機(jī)械切割的方法切除鑄件上部的ZL101合金部分， 得到SiCpVol. 65%/Al電子封裝零件，構(gòu)成零件的材料的導(dǎo)熱率為190w/m.K, 密度為3. 05 g/cm3,孔隙率為0. 6%,熱膨脹系數(shù)為6. 7 x 10-6/K。 實(shí)施例17
SiC顆粒粒徑為33~47jum、 74~83|am、 83 ~ 150 |n m三種等級(jí)的顆粒， 才安33 47jum: 74~83|am: 83~150jum為1: 2: 4配比，Al—Si合金為ZL112Y 合金。SiC顆粒與ZL112Y合金的體積比為30: 70。
取17. 00kgZL112Y合金和8. 63kg的SiC顆粒(其中33 - 47jum為1.72kg, 74 - 83iam為1. 72kg, 83 ~ 150 um為5. 19kg ),在電阻爐中熔煉合金并精煉； 然后降溫至585。C，同時(shí)SiC顆粒預(yù)熱到250 ~ 300°C;然后將SiC顆粒添加至 降溫至585。C的熔體中，用攪拌鑄造法(背景技術(shù)中已經(jīng)提到復(fù)合材料制備方 法包括攪拌鑄造法)制備出SiCp/Al復(fù)合材料漿料；然后持續(xù)攪拌加熱到730 ~ 750°C;然后預(yù)熱成型模具溫度至700 ~ 720°C;再將熔融的復(fù)合材料漿料澆注 到成形模具型腔內(nèi)；保持該溫度在外加振動(dòng)頻率為30HZ、振幅為3mm、振動(dòng)時(shí) 間為25分鐘的條件下沉降SiC顆粒到熔體下部；待鑄件凝固、冷卻后脫4莫取 出鑄件冷卻到室溫，然后運(yùn)用機(jī)械切割的方法切除鑄件上部的ZL112Y合金部 分，得到SiCpVol.65%/Al電子封裝零件，構(gòu)成零件的材料的導(dǎo)熱率為 190w/m.K，密度為3. 05 g/cm3，孔隙率為0. 6%,熱膨脹系數(shù)為6. 7 x 10—6/K。
實(shí)施例18
SiC顆粒粒徑為10~ 15 jLim、 47~53|am、 83 ~ 150 |u m三種等級(jí)的顆粒， 4安10 15Mm: 47~53jnm: 83~150|am為1: 2: 5酉己t匕，Al—Si合金為ZL109 合金。SiC顆粒與ZL109合金的體積比為35: 65。
取17. 00kg ZL109合金和10, 85kg的SiC顆粒(其中15 ~ 20 jum為1. 36kg， 47 53jum為2. 71kg， 83 ~ 150 jlim為6. 8kg )，在電阻爐中熔煉合金并精煉； 然后降溫至585。C,同時(shí)SiC顆粒預(yù)熱到250 ~ 300°C;然后將SiC顆粒添加至 降溫至585。C的熔體中，用攪拌鑄造法(背景技術(shù)中已經(jīng)提到復(fù)合材料制備方 法包括攪拌鑄造法)制備出SiCp/Al復(fù)合材料漿料；然后持續(xù)攪拌加熱到730 ~
19750°C;然后預(yù)熱成型沖莫具溫度至700 ~ 720°C;再將熔融的復(fù)合材料漿料澆注 到成形模具型腔內(nèi)；保持該溫度在外加振動(dòng)頻率為30HZ、振幅為3mm、振動(dòng)時(shí) 間為25分鐘的條件下沉降SiC顆粒到熔體下部；待鑄件凝固、冷卻后脫才莫取 出鑄件冷卻到室溫，然后運(yùn)用機(jī)械切割的方法切除鑄件上部的ZL109合金部分， 得到SiCpVol. 70VA1電子封裝零件，構(gòu)成零件的材料的導(dǎo)熱率為180w/m.K， 密度為3. 05 g/cm3，孔隙率為0. 7%,熱膨脹系數(shù)為6. 2 x 10—6/K。 實(shí)施例19
SiC顆粒粒徑為15~20jum、 47~53|am、 83 ~ 150 )a m三種等級(jí)的顆粒， 4要15 — 20 Him: 47~53|nm: 83 — 150jum為l: 2: 3配比，Al—Si合金為ZL109 合金。SiC顆粒與ZL109合金的體積比為35: 65。
取17. 00kg ZL109合金和10. 85kg的SiC顆粒(其中15 20jum為1. 81kg， 47 - 53jum為3. 61kg, 83 ~ 150 nm為5. 43kg ),在電阻爐中熔煉合金并4青煉； 然后降溫至585。C,同時(shí)SiC顆粒預(yù)熱到250 ~ 30(TC;然后將SiC顆粒添加至 降溫至585。C的熔體中，用攪拌鑄造法(背景技術(shù)中已經(jīng)提到復(fù)合材料制備方 法包括攪拌鑄造法)制備出SiCp/Al復(fù)合材料漿料；然后持續(xù)攪拌加熱到730 ~ 750°C;然后預(yù)熱成型模具溫度至700 ~ 720°C;再將熔融的復(fù)合材料漿料澆注 到成形模具型腔內(nèi)；保持該溫度在外加振動(dòng)頻率為30HZ、振幅為3mm、振動(dòng)時(shí) 間為25分鐘的條件下沉降SiC顆粒到熔體下部；待鑄件凝固、冷卻后脫模取 出鑄件冷卻到室溫，然后運(yùn)用機(jī)械切割的方法切除鑄件上部的ZL109合金部分， 得到SiCpVol.70%/Al電子封裝零件，構(gòu)成零件的材料的導(dǎo)熱率為180W/m.K, 密度為3. 10 g/cm3，孔隙率為0. 7%,熱膨脹系數(shù)為6. 2 x 10_6/K。
實(shí)施例20
SiC顆粒粒徑為20 - 25 jum、 47~53|um、 83 ~ 150 |u m三種等級(jí)的顆粒， 4妄20 25iam: 47~53jum: 83 ~ 150 jam為1: 2: 3酉己t匕，Al—Si合金為ZL104 合金。SiC顆粒與ZL104合金的體積比為35: 65。
取17. OOkg ZL104合金和10. 85kg的SiC顆粒(其中20~ 25 inm為1. 81kg， 47 53jum為3. 61kg, 83 ~ 150 |a m為5. 43kg )，在電阻爐中熔煉合金并精煉；然后降溫至585。C,同時(shí)SiC顆粒預(yù)熱到250 ~ 300°C;然后將SiC顆粒添加至 降溫至585X:的熔體中，用攪拌鑄造法(背景技術(shù)中已經(jīng)提到復(fù)合材料制備方 法包括攪拌鑄造法)制備出SiCp/Al復(fù)合材料漿料；然后持續(xù)攪拌加熱到730 -75(TC;然后預(yù)熱成型模具溫度至700 ~ 720°C;再將熔融的復(fù)合材料漿料澆注 到成形模具型腔內(nèi)；保持該溫度在外加振動(dòng)頻率為30HZ、振幅為3mm、振動(dòng)時(shí) 間為25分鐘的條件下沉降SiC顆粒到熔體下部；待鑄件凝固、冷卻后脫模取 出鑄件冷卻到室溫，然后運(yùn)用機(jī)械切割的方法切除鑄件上部的ZL104合金部分， 得到SiCpVol.70°/ /Al電子封裝零件，構(gòu)成零件的材料的導(dǎo)熱率為180w/m.K， 密度為3. 10 g/cm3，孔隙率為0. 7%,熱膨脹系數(shù)為6. 2 x 10—6/K。 實(shí)施例21
SiC顆粒粒徑為10-15 iam、 53-61jam、 83 ~ 150 ja m三種等級(jí)的顆粒， 才要10 15ium: 53 61jum: 83 150jnm為1: 2: 3配比，A1—Si合金為ZL104 合金。SiC顆粒與ZL104合金的體積比為35: 65。
取17. OOkg ZL104合金和10. 85kg的SiC顆粒(其中10~ 15 iam為1. 81kg, 53-61jum為3. 61kg， 83 ~ 150 m m為5. 43kg )，在電阻爐中熔煉合金并精煉； 然后降溫至580。C,同時(shí)SiC顆粒預(yù)熱到250 - 300°C;然后將SiC顆粒添加至 降溫至580。C的熔體中，用攪拌鑄造法(背景技術(shù)中已經(jīng)提到復(fù)合材料制備方 法包括攪拌鑄造法)制備出SiCp/Al復(fù)合材料漿料；然后持續(xù)攪拌加熱到730 -750°C;然后預(yù)熱成型模具溫度至700 ~ 720°C;再將熔融的復(fù)合材料漿料澆注 到成形模具型腔內(nèi)；保持該溫度在外加振動(dòng)頻率為30HZ、振幅為3mm、振動(dòng)時(shí) 間為25分鐘的條件下沉降SiC顆粒到熔體下部；待鑄件凝固、冷卻后脫模取 出鑄件冷卻到室溫，然后運(yùn)用機(jī)械切割的方法切除鑄件上部的ZL104合金部分， 得到SiCpVol. 70°/。/Al電子封裝零件，構(gòu)成零件的材料的導(dǎo)熱率為180W/m.K， 密度為3. 10 g/cm3,孔隙率為0. 7%,熱膨脹系數(shù)為6. 2 x 1(T6/K。
實(shí)施例22
SiC顆粒粒徑為10-15 jam、 61~74jam、 83 ~ 150 ju m三種等級(jí)的顆粒， 4姿10 15jam: 61~74jum: 83~150jum為1: 2: 4暨己t匕，Al—Si合金為ZL104合金。SiC顆粒與ZL104合金的體積比為35: 65。
取17. 00kg ZL104合金和10. 85kg的SiC顆粒(其中10 ~ 15 jam為1. 81kg， 61 ~ 74 ym為3. 61kg, 83 ~ 150 ju m為5. 43kg )，在電阻爐中熔煉合金并精煉； 然后降溫至585。C，同時(shí)SiC顆粒預(yù)熱到250 ~ 30(TC;然后將SiC顆粒添加至 降溫至585。C的熔體中，用攪拌鑄造法(背景技術(shù)中已經(jīng)提到復(fù)合材料制備方 法包括攪拌鑄造法)制備出SiCp/Al復(fù)合材料漿料；然后持續(xù)攪拌加熱到730 ~ 750°C;然后預(yù)熱成型模具溫度至700 ~72(TC;再將熔融的復(fù)合材料漿料澆注 到成形模具型腔內(nèi)；保持該溫度在外加振動(dòng)頻率為30HZ、振幅為3mm、振動(dòng)時(shí) 間為25分鐘的條件下沉降SiC顆粒到熔體下部；待鑄件凝固、冷卻后脫沖莫取 出鑄件冷卻到室溫，然后運(yùn)用機(jī)械切割的方法切除鑄件上部的ZL104合金部分， 得到SiCpVol. 70%/Al電子封裝零件，構(gòu)成零件的材料的導(dǎo)熱率為180w/m.K, 密度為3. 10 g/cm3,孔隙率為0. 7%,熱膨脹系數(shù)為6. 2 x 10—6/K。
實(shí)施例23
SiC顆粒粒徑為20~ 25 jum、 61~74|nm、 83 ~ 150 ju m三種等級(jí)的顆粒， 才要20 25iam: 61 74jum: 83 150ium為1: 2: 4酉己t匕，Al—Si合金為ZL101 合金。SiC顆粒與ZL101合金的體積比為35: 65。
取17. 00kg ZL101合金和10. 85kg的SiC顆粒(其中20 ~ 25 jam為1. 55kg, 61 ~ 74 iam為3. llkg， 83 ~ 150 ju m為6. 20kg )，在電阻爐中熔煉合金并精煉； 然后降溫至58(TC,同時(shí)SiC顆粒預(yù)熱到250 ~ 300°C;然后將SiC顆粒添加至 降溫至58(TC的熔體中，用攪拌鑄造法(背景技術(shù)中已經(jīng)提到復(fù)合材料制備方 法包括攪拌鑄造法)制備出SiCp/Al復(fù)合材料漿料；然后持續(xù)攪拌加熱到730 -750°C;然后預(yù)熱成型模具溫度至700 ~ 720°C;再將熔融的復(fù)合材料漿料澆注 到成形模具型腔內(nèi)；保持該溫度在外加振動(dòng)頻率為30HZ、振幅為3mm、振動(dòng)時(shí) 間為25分鐘的條件下沉降SiC顆粒到熔體下部；待鑄件凝固、冷卻后脫模取 出鑄件冷卻到室溫，然后運(yùn)用機(jī)械切割的方法切除鑄件上部的ZL101合金部分, 得到SiCpVol. 70VA1電子封裝零件，構(gòu)成零件的材料的導(dǎo)熱率為180w/m.K， 密度為3. 10 g/cm3，孔隙率為0. 7%，熱膨脹系數(shù)為6. 2 x 10—6/K。實(shí)施例24
SiC顆粒粒徑為10-15 jum、 83~ 150jam兩種等級(jí)的顆粒，按10 ~ 15 jam: 83 150jam為l: 3配比，Al-Si合金為ZL104合金。SiC顆粒與ZL104合金 的體積比為35: 65。
取17. 00kg ZL104合金和10. 85kg的SiC顆粒(其中10 ~ 15 jli m為2. 71kg, 61 74jLim為8. 14kg),在電阻爐中熔煉合金并精煉；然后降溫至580。C,同時(shí) SiC顆粒預(yù)熱到250 ~30(TC;然后將SiC顆粒添加至降溫至580°C的熔體中， 用攪拌鑄造法(背景技術(shù)中已經(jīng)提到復(fù)合材料制備方法包括攪拌鑄造法)制備 出SiCp/Al復(fù)合材料漿料；然后持續(xù)攪拌加熱到730 ~75(TC;然后預(yù)熱成型模 具溫度至700 ~ 720°C;再將熔融的復(fù)合材料漿料澆注到成形模具型腔內(nèi)；保持 該溫度在外加振動(dòng)頻率為40HZ、振幅為3mm、振動(dòng)時(shí)間為20分鐘的條件下沉 降SiC顆粒到熔體下部；待鑄件凝固、冷卻后脫才莫取出鑄件冷卻到室溫，然后 運(yùn)用機(jī)械切割的方法切除鑄件上部的ZL104合金部分，得到SiCpVol. 70%/Al 電子封裝零件，構(gòu)成零件的材料的導(dǎo)熱率為180w/m.K,密度為3. 10 g/cm3, 孔隙率為0. 7%,熱膨脹系數(shù)為6. 2 x 10—VK。
實(shí)施例25
SiC顆粒粒徑為5 ~ 10 jam、 83 ~ 150 |i m兩種等級(jí)的顆粒，按10 15pm: 83~150jam為1: 3配比，Al-Si合金為ZL101合金。SiC顆粒與ZL101合金 的體積比為35: 65。
取17. 00kg ZL101合金和10. 85kg的SiC顆粒(其中10- 15 jnm為2. 71kg, 83 150jam為8. 14kg)，在電阻爐中熔煉合金并精煉；然后降溫至580。C,同 時(shí)SiC顆粒預(yù)熱到250 ~ 300。C;然后將SiC顆粒添加至降溫至58(TC的熔體中， 用攪拌鑄造法(背景技術(shù)中已經(jīng)提到復(fù)合材料制備方法包括攪拌鑄造法)制備 出SiCp/Al復(fù)合材料漿料；然后持續(xù)攪拌加熱到730 ~ 750°C;然后預(yù)熱成型模 具溫度至700 720。C;再將熔融的復(fù)合材料漿料澆注到成形模具型腔內(nèi)；保持 該溫度在外加振動(dòng)頻率為40HZ;振幅為3mm、振動(dòng)時(shí)間為20分鐘的條件下沉 降SiC顆粒到熔體下部；待鑄件凝固、冷卻后脫才莫取出鑄件冷卻到室溫，然后運(yùn)用機(jī)械切割的方法切除鑄件上部的ZL101合金部分，得到SiCpVol. 70%/Al 電子封裝零件，構(gòu)成零件的材料的導(dǎo)熱率為180w/m.K，密度為3. 10 g/cm3, 孔隙率為0. 7%，熱膨脹系數(shù)為6. 2 x lO-6/K。 實(shí)施例26
SiC顆粒粒徑為10~15jum、 83~ 150jum兩種尺度等級(jí)的顆粒，按10~15 iam: 83~150jum為3: 1配比，Al-Si合金為ZL109合金。SiC顆粒與ZL109 合金的體積比為35: 65。
取17. OOkg ZL109合金和10. 85kg的SiC顆粒(其中10~ 15 jum為8. 14kg， 83 150jum為2.71kg),在電阻爐中熔煉合金并精煉；然后降溫至580。C,同 時(shí)SiC顆粒預(yù)熱到250 ~ 300°C;然后將SiC顆粒添加至降溫至580。C的熔體中， 用攪拌鑄造法(背景技術(shù)中已經(jīng)提到復(fù)合材料制備方法包括攪拌鑄造法)制備 出SiCp/Al復(fù)合材料漿料；然后持續(xù)攪拌加熱到730 ~75(TC;然后預(yù)熱成型才莫 具溫度至700 72(TC;再將熔融的復(fù)合材料漿料澆注到成形模具型腔內(nèi)；保持 該溫度在外加振動(dòng)頻率為40HZ、振幅為3隱、振動(dòng)時(shí)間為20分鐘的條件下沉 降SiC顆粒到熔體下部；待鑄件凝固、冷卻后脫才莫取出鑄件冷卻到室溫，然后 運(yùn)用機(jī)械切割的方法切除鑄件上部的ZL109合金部分，得到SiCpVol. 70%/Al 電子封裝零件，構(gòu)成零件的材料的導(dǎo)熱率為180w/m.K，密度為3. 10 g/cm3, 孔隙率為0. 7%,熱膨脹系數(shù)為6. 2 x 10—VK。
實(shí)施例27
SiC顆粒粒徑為5~10|am、 83 ~ 150 jli m兩種尺度等級(jí)的顆粒，按5~10 jnm: 83~150jim為3: 1配比，Al-Si合金為ZL109合金。SiC顆粒與ZL109 合金的體積比為35: 65。
取17. OOkg ZL109合金和10. 85kg的SiC顆粒(其中5 ~ 10拜為8. 14kg, 83 150jam為2.71kg),在電阻爐中熔煉合金并精煉；然后降溫至580。C,同 時(shí)SiC顆粒預(yù)熱到250 ~ 300°C;然后將SiC顆粒添加至降溫至58(TC的熔體中， 用攪拌鑄造法(背景技術(shù)中已經(jīng)提到復(fù)合材料制備方法包括攪拌鑄造法)制備 出SiCp/Al復(fù)合材料漿料；然后持續(xù)攪拌加熱到730 ~ 750°C;然后預(yù)熱成型模具溫度至700 ~ 720°C;再將熔融的復(fù)合材料漿料澆注到成形模具型腔內(nèi)；保持 該溫度在外加振動(dòng)頻率為40HZ、振幅為3誦、振動(dòng)時(shí)間為20分鐘的條件下沉 降SiC顆粒到熔體下部；待鑄件凝固、冷卻后脫模取出鑄件冷卻到室溫，然后 運(yùn)用機(jī)械切割的方法切除鑄件上部的ZL109合金部分，得到SiCpVol. 70°/。/Al電 子封裝零件，構(gòu)成零件的材料的導(dǎo)熱率為180w/m.K，密度為3. 10 g/cm3,孔 隙率為0. 7%,熱膨脹系數(shù)為6. 2 x 10—VK。
本發(fā)明中通過調(diào)整鋁合金中SiC顆粒的含量、不同顆粒尺寸的比例關(guān)系與 振動(dòng)激勵(lì)加速沉降工藝參數(shù)(如熔體溫度、模具溫度、振動(dòng)頻率與振動(dòng)時(shí)間等)， 可以把顆粒層區(qū)域設(shè)計(jì)與控制成驟變分布狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)顆粒體積分?jǐn)?shù)的可設(shè)計(jì)性 與可控制性；通過調(diào)整熔融復(fù)合材料中顆粒的含量和調(diào)整振動(dòng)沉降工藝，可以 實(shí)現(xiàn)顆粒區(qū)域厚度的設(shè)計(jì)與控制。
因此，通過簡(jiǎn)單的工藝調(diào)整，可以大大調(diào)整封裝材料的構(gòu)成，改善封裝材 料的性能，并且工藝過程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，可以實(shí)現(xiàn)凈終成形，減少機(jī)械加 工成本。
最后需要說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制， 盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理 解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方 案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1、用振動(dòng)加速沉降技術(shù)制備SiCp/Al電子封裝零件的方法，其特征在于，有以下步驟①將SiC顆粒與Al-Si合金按(15～35)∶(65～85)的體積比配比；②運(yùn)用攪拌鑄造法制備出SiCp/Al復(fù)合材料，將SiCp/Al復(fù)合材料加熱到650～750℃，獲得SiCp/Al復(fù)合材料漿料；③將模具加熱到620～720℃，獲得預(yù)熱模具；④將SiCp/Al復(fù)合材料漿料澆注到預(yù)熱模具型腔內(nèi)，并保持預(yù)熱模具溫度，沿重力方向外加一振動(dòng)力場(chǎng)，在振動(dòng)力場(chǎng)作用下SiCp/Al復(fù)合材料中的SiC顆?？焖俪练e到模具底部，經(jīng)冷卻、凝固后得到由SiCp/Al復(fù)合材料部分和Al-Si合金部分構(gòu)成的鑄件，所述鑄件中SiCp/Al復(fù)合材料部分的體積百分?jǐn)?shù)為45～70％；⑤鑄件降至室溫后去除鑄件上的完全由Al-Si合金構(gòu)成的部分后獲得SiCp/Al復(fù)合材料坯料；⑥機(jī)械精加工SiCp/Al復(fù)合材料坯料，即得SiCp/Al電子封裝零件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備SiCp/Al電子封裝零件的方法，其特征在于 所述步驟①中SiC顆粒粒徑為5 ~ 10 jam, 10 15jum, 15-20jum， 20 - 25jum, 25 33fim, 33 - 47 jum， 47 ~ 53 |a m等級(jí)顆粒中任意一種，SiC顆粒與Al-Si合 金的體積比為15: 85;所述步驟②中SiCp/Al復(fù)合材料漿料加熱到650 ~ 680°C; 所述步驟③中預(yù)熱才莫具到620 ~ 650°C;所述步驟④中振動(dòng)力場(chǎng)的振動(dòng)頻率為20HZ，振動(dòng)時(shí)間為30分鐘。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備SiCp/Al電子封裝零件的方法，其特征在于 所述步驟①中SiC顆粒由粒徑等級(jí)分別為15~20|um、 25~33|am、 53~61|nm 的顆粒構(gòu)成，其中15— 20 jam: 25~33|um: 53 ~ 61 jam酉己比為1: 2: 3;或SiC 顆粒由粒徑等級(jí)分別為20~25jum、 33~47|am、 74 ~ 83 ja m的顆粒構(gòu)成，其中20~25|um: 33~47jum: 74 ~ 83 ju m配比為1: 1: 2;或SiC顆粒由粒徑等級(jí)分 另'J為20~25|um、 47~53nm、 74 ~ 83 jum三種等級(jí)的茅貞4立，其中20~25jum: 47 ~ 53jum: 74 ~ 83 |a m配比為1: 1: 3; SiC顆粒與Al-Si合金的體積比為15: 85;所述步驟②中SiCp/Al復(fù)合材料漿料加熱到650 ~ 680°C;所述步驟③中才莫具保溫溫度為620 ~ 650°C;所述步驟④中振動(dòng)力場(chǎng)的振動(dòng)頻率為20HZ,振動(dòng)時(shí)間為30分鐘。
4. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的制備SiCp/Al電子封裝零件的方法，其特征在于 所述步驟①中SiC顆粒由粒徑等級(jí)分別為為15~20jum、 25~33jLim、 74~83jum 的顆粒構(gòu)成，其中15-20 jam: 25-61 jam: 61 ~ 83 pm配比為1: 1: 2, SiC顆 粒與Al-Si合金的體積比為20: 80;所述步驟②中SiCp/Al復(fù)合材料漿料加熱到680 ~710°C; 所述步驟③中模具模具保溫溫度為650 ~ 680°C; 所述步驟④中振動(dòng)力場(chǎng)的振動(dòng)頻率為30HZ，振動(dòng)時(shí)間為25分鐘。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備SiCp/Al電子封裝零件的方法，其特征在于 所述步驟①中SiC顆粒由粒徑等級(jí)分別為20~25|am、 47~53|um、 74 - 83jum 的顆粒構(gòu)成，其中20 25ium: 47 ~ 53 jam: 74 ~ 83 jum配比為為1: 2: 1;或 SiC顆粒由粒徑等級(jí)分別為25~ 33|nm、 53~61jnm、 74 ~ 83 jam的顆粒構(gòu)成，其 中25 33jum: 53~61|um: 74 ~ 83 jam酉己比為1: 2: 3;或SiC顆粒由粒徑等級(jí) 分另'J為20~25jam、 61~74|um、 83 ~ 150 jam的顆粒構(gòu)成，其中20~25|anu 61 ~ 74jum;83 150jum配比為1: 2: 1; SiC顆粒與Al-Si合金的體積比為25: 75;所述步驟②中制得的SiCp/Al復(fù)合材料加熱到730 ~ 7500°C; 所述步驟③中模具模具保溫溫度為700 ~ 720°C; 所述步驟④中振動(dòng)力場(chǎng)的振動(dòng)頻率為30HZ,振動(dòng)時(shí)間為25分鐘。
6. 根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備SiC/Al電子封裝零件的方法，其特征在 于所述步驟①中SiC顆粒由粒徑等級(jí)分別為25 ~ 33 jam、 47~53jam、 83 ~ 150 jum的顆粒構(gòu)成，其中25 33jum: 47~53|am: 83 ~ 150 jum配比為1: 1: 2; 或SiC顆粒由粒徑等級(jí)分別為25~33|nm、 53~61 jum、 83 ~ 150 ju m的顆粒構(gòu)成，其中25 33iam: 53~61|iim: 83 ~ 150 ju m配比為1: 1: 3;或SiC顆粒由粒徑 等級(jí)分別為33~47|am、 74~83|um、 83 ~ 150 pm的顆粒構(gòu)成，其中33~47jum: 74~83jum: 83 ~ 150 u m配比為1: 2: 4; SiC顆粒與Al-Si合金的體積比為30: 70;所述步驟②中制得的SiCp/Al復(fù)合材料加熱到730 ~ 750°C; 所述步驟③中模具模具模具保溫溫度為700 ~ 720°C; 所述步驟④中振動(dòng)力場(chǎng)的振動(dòng)頻率為30HZ,振動(dòng)時(shí)間25分鐘。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備SiCp/Al電子封裝零件的方法，其特征在于 所述步驟①中SiC顆粒由粒徑等級(jí)分別為10~ 15 jum、 47~53|am、 83~150|am 的顆斗立構(gòu)成，其中10 15iam: 47 ~ 53 pm: 83 ~ 150 ju m配比為1: 2: 5;或SiC 顆粒由粒徑等級(jí)分別為15~20jum、 47~53|am、 83 ~ 150 |a m的顆粒構(gòu)成，其中 15 ~ 20 jam: 47 ~ 53 jam: 83 ~ 150 |am配比為1: 2: 3;或SiC顆粒由粒徑等級(jí) 分另'J為20~25|am、 47~53|um、 83 ~ 150 jlim的顆粒構(gòu)成，其中20 — 25 jam: 47 ~ 53jLim: 83 ~ 150 jn m配比為1: 2: 3;或SiC顆粒由粒徑等級(jí)分別為10 ~ 15 jnm、 53~61jam、 83 ~ 150 ju m的顆粒構(gòu)成，其中10 15jam: 53 — 61jam: 83~150|a m配比為l: 2: 3,或SiC顆粒由粒徑等級(jí)分別為10 ~ 15 y m、 61~74jum、 83~ 150(am的顆粒構(gòu)成，其中10— 15 jam: 61~74|am: 83 ~ 150 jam酉己比為1: 2: 4; 或SiC顆粒由粒徑等級(jí)分別為20 - 25jLim、 61~74jum、 83 ~ 150 ju m的顆粒構(gòu)成， 其中20~25jum: 61~74|am: 83 ~ 150 |um配比為1: 2: 4配比，SiC顆粒與Al—Si 合金的體積比為35: 65;所述步驟②中制得的SiCp/Al復(fù)合材料加熱到730 ~ 750°C; 所述步驟③中模具模具保溫溫度為700 ~ 720°C; 所述步驟④中振動(dòng)力場(chǎng)的振動(dòng)頻率為30HZ,振動(dòng)時(shí)間為25分鐘。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備SiCp/Al電子封裝零件的方法，其特征在于 所述步驟①中SiC顆粒由粒徑等級(jí)分別為10~15 jum、 83 150jam的顆粒構(gòu)成， 其中10~ 15 jum: 83~ 150jum配比為1: 3;或由粒徑等級(jí)分別為5 ~ lOjnm、 83 ~ 150 iam的顆斗立構(gòu)成，其中5 ~ 10 jam: 83 ~ 150 jum配比為1: 3; SiC顆粒與Al-Si合金的體積比為35: 65;所述步驟②中制得的SiCp/Al復(fù)合材料加熱到730 ~ 750°C;所述步驟③中才莫具^t具保溫溫度為700 ~ 720°C;所述步驟④中振動(dòng)力場(chǎng)的振動(dòng)頻率為40HZ,振動(dòng)時(shí)間為20分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備SiCp/Al電子封裝零件的方法，其特征在于: 所述步驟①中SiC顆粒由粒徑等級(jí)分別為5~10jum、 83 - 150jum的顆粒構(gòu)成， 其中5 10jam: 83 150iLim配比為3: 1;或SiC顆粒由粒徑等級(jí)分別10 ~ 15 jam、 83 — 150jum的顆粒構(gòu)成，其中10 — 15jum: 83 ~ 150 ju m配比
全文摘要
本發(fā)明涉及用振動(dòng)加速沉降技術(shù)制備SiC_p/Al電子封裝零件的方法，屬于電子封裝零件制備技術(shù)領(lǐng)域。以SiC_p/Al復(fù)合材料為原料，將熔融SiC_p/Al復(fù)合材料澆注入成型模具中并保溫，采用振動(dòng)激勵(lì)加速沉降高溫SiC_p/Al復(fù)合材料熔體中的SiC顆粒到熔體下部，冷卻凝固后切割掉位于鑄件上部的完全由Al-Si合金構(gòu)成的部分，制備出體積分?jǐn)?shù)為45～70％的SiC_p/Al電子封裝零件，所述零件的材料具有高熱導(dǎo)率、低熱膨脹系數(shù)、SiC顆粒分布均勻和高致密度的特點(diǎn)，并且制備過程中工藝和設(shè)備簡(jiǎn)單、制備周期短、能凈終成形，有成本低、孔隙率低和材料性能好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22C1/10GK101604635SQ20091010424
公開日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2009年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日
發(fā)明者何乃軍, 劉昌明, 開 王, 薛寒松, 謝衛(wèi)東, 鄒茂華 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)