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无压浸渗制备Al/SiCp电子封装材料的结构与性能

作者：梁建芳 Publish: 2006-6-9 Hits:-

【中文题名】

无压浸渗制备Al/SiCp电子封装材料的结构与性能

【英文题名】

The Structure and Properties of Al/SiCp Composites Preparated by Pressureless Infiltration for Electronic Packaging

【学科专业】

材料学

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2006-6-9

【中关键词】

电子封装,金属基复合材料,无压浸渗,界面,热膨胀系数,热导率

【英关键词】

electronic packaging,metal matrix composites,pressureless infiltration,interface,coefficient of thermal expansion,thermal conductivity,bending strength,

【分类导航】

工业技术>无线电电子学、电信技术>半导体技术>一般性问题>半导体二极管>二极管：按作用分

【论文摘要】

随着微电子技术及半导体技术的发展,高的封装密度对材料提出了更高的要求。颗粒增强铝基复合材料具有高导热、低膨胀、高模量、低密度等优异的综合性能,在电子封装领域具有广阔的应用前景。研究铝碳化硅电子封装材料的结构与性能对制备性能优良的封装材料具有重要的理论意义和实用价值。本文在前人研究的基础上,对双颗粒增强的Al/SiCp复合材料中,颗粒配比与增强体体积分数的关系进行了讨论,分析了该材料的界面状况,并研究了复合材料的热学性能和力学性能及其影响因素。采用单一粒径颗粒增强时,体积分数最高只能达到55%左右,不能满足电子封装的要求,所以本文采用双颗粒配比来提高其体积分数,粗细颗粒粒径比为10:1比较合适。在本文的实验条件下,选用颗粒为16μm和160μm相配比时,预制型的体积分数随颗粒配比的不同可从51%到72%之间进行调节。在对预制型的研究中发现,加压过程中压力过大或加压速度过快将会降低预制型的性能。烧结过程中应该平衡升温降温,过快的升温降温将会使预制型出现形变及裂纹。另外,预制型在高温氧化条件下,SiC氧化生成的SiO_2所占的体积分数以及氧化层厚度都随着氧化温度的升高和高温...

【论文题纲】

摘要	4-5
Abstract	5-10
第1章绪论	10-28
1.1 引言	10
1.2 电子封装	10-12
1.2.1 电子封装的定义	10-11
1.2.2 电子封装的技术层次区分	11
1.2.3 电子封装的发展趋势	11-12
1.3 电子封装材料	12-16
1.3.1 电子封装材料的要求	12-13
1.3.2 传统电子封装材料	13-15
1.3.3 电子封装用金属基复合材料	15-16
1.4 Al／SiCp电子封装材料	16-27
1.4.1 Al／SiCp电子封装材料的研究意义	16-17
1.4.2 Al／SiCp热膨胀性能的研究现状	17-22
1.4.3 Al／SiCp热导率的研究现状	22-26
1.4.4 Al／SiCp复合材料力学性能的研究现状	26-27
1.5 本文研究内容	27-28
第2章研究内容及方法	28-32
2.1 引言	28
2.2 实验材料	28
2.3 复合材料试样制备	28-31
2.3.1 混料	28-29
2.3.2 成型	29
2.3.3 脱脂	29-30
2.3.4 烧结	30
2.3.5 无压浸渗	30-31
2.4 实验方案	31
2.5 性能测试	31-32
第3章预制型颗粒配比及性能特点	32-48
3.1 引言	32
3.2 颗粒配比	32-35
3.2.1 单一粒度颗粒预制型	32-33
3.2.2 两种粒度配比	33-35
3.3 预制型体积分数	35-39
3.3.1 预制型体积分数的测定	35-36
3.3.2 实验结果	36-39
3.4 预制型的表面氧化处理	39-44
3.4.1 增强体表面处理	39-40
3.4.2 预制型的氧化过程及计算	40-41
3.4.3 预制型高温氧化特征	41-43
3.4.4 SiC表面氧化膜的结构	43-44
3.5 预制型分析	44-46
3.5.1 预制型颗粒断裂	44-45
3.5.2 预制型中的闭孔分析	45
3.5.3 预制型中颗粒分布的均匀性	45-46
3.5.4 预制型烧结过程中出现的微裂纹	46
3.6 本章小结	46-48
第4章 Al／SiCp复合材料的界面及显微组织	48-60
4.1 引言	48
4.2 复合材料的界面	48-50
4.2.1 界面的概念	48
4.2.2 界面的作用	48-49
4.2.3 界面的类型	49-50
4.3 Al／SiCp复合材料的界面状况	50-54
4.3.1 复合材料的界面形貌观察	50-51
4.3.2 界面反应与反应产物	51-53
4.3.3 界面处的元素富集	53-54
4.4 复合材料的显微组织	54-57
4.4.1 金相组织	54-55
4.4.2 SEM分析	55-57
4.4.3 预制型体积分数的影响	57
4.5 复合材料的粉化及分析	57-59
4.6 本章小结	59-60
第5章 Al／SiOp复合材料的热学性能	60-72
5.1 引言	60
5.2 热膨胀系数	60-66
5.2.1 材料的热膨胀	60
5.2.2 热膨胀系数(CTE)	60-61
5.2.3 颗粒对复合材料热膨胀的影响	61-62
5.2.4 混合粉均匀性对热膨胀性能的影响	62-63
5.2.5 浸渗缺陷对热膨胀性能的影响	63-65
5.2.6 界面反应对热膨胀性能的影响	65-66
5.3 热导率	66-71
5.3.1 材料的热导率	66-67
5.3.2 复合材料热导率的计算方法	67-68
5.3.3 颗粒对复合材料热导率的影响	68-69
5.3.4 界面热阻对热导率的影响	69-70
5.3.5 界面反应对热导率的影响	70-71
5.4 本章小结	71-72
第6章 Al／SiCp复合材料的力学性能	72-82
6.1 引言	72
6.2 材料的抗弯强度	72-73
6.3 Al／SiCp复合材料的力学性能	73-78
6.3.1 实验方法	73-74
6.3.2 金相组织	74-75
6.3.3 颗粒尺寸对力学性能的影响	75-76
6.3.4 颗粒配比对力学性能的影响	76-77
6.3.5 界面对力学性能的影响	77-78
6.4 断裂分析	78-81
6.4.1 断口组织	78
6.4.2 颗粒断裂	78-80
6.4.3 界面破坏	80
6.4.4 基体破坏	80-81
6.5 本章小结	81-82
结论	82-83
参考文献	83-88
攻读学位期间发表的学术论文	88-89
致谢	89-90
声明	90
西北工业大学学位论文知识产权声明书	90
西北工业大学学位论文原创性声明	90

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.344229



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