粉末冶金制備Cu-Invar電子封裝復(fù)合材料的研究.pdf

1、隨著信息時(shí)代的到來,電子技術(shù)高速發(fā)展,集成電路集約化、微型化、精細(xì)化程度越來越高,對(duì)封裝材料的性能提出了更為嚴(yán)格的要求,大大推動(dòng)了新型封裝材料的研究和開發(fā)。若 Cu和Invar復(fù)合制備的Cu/Invar復(fù)合材料能綜合 Cu優(yōu)異的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能和Invar合金極低的熱膨脹系數(shù),同時(shí)兼具良好的成形性能及焊接、電鍍等工藝性能,有望克服Al/SiCp、W/Cu及Kovar等電子封裝材料的不足,成為它們理想的替代材料。
　　采用機(jī)械合金化方

2、法合成 Invar合金納米晶粉體,研究 Invar合金粉體在機(jī)械合金化合成過程中的結(jié)構(gòu)、形態(tài)演變及成分均勻化過程,并討論其合金化機(jī)制。通過粉末冶金工藝制備Cu/Invar電子封裝復(fù)合材料,采用正交試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)制備工藝,研究Cu/Invar復(fù)合材料的顯微組織結(jié)構(gòu)及力學(xué)、物理性能,優(yōu)化材料制備工藝參數(shù)。
　　機(jī)械合金化初期(5-10h),微鍛造和冷焊過程使合金粉體呈扁平形復(fù)合層狀結(jié)構(gòu),同時(shí)FeNi50中的Ni原子逐漸向FeNi30中擴(kuò)

3、散,發(fā)生成分均勻化;球磨40h后,已形成了成分均勻的α’-Fe(Ni)固溶體,其平均晶粒尺寸約為12 nm。機(jī)械合金化合成的Invar合金粉體呈球形,表面光滑;繼續(xù)球磨,大顆粒粉體表面出現(xiàn)裂紋,并碎裂,導(dǎo)致粉體細(xì)化。
　　粉末冶金制備的Cu/Invar復(fù)合材料組織均勻,當(dāng)Cu含量大于40 wt％時(shí),形成連續(xù)的Cu網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),當(dāng)Cu含量小于30 wt%時(shí),形成連續(xù)的Invar網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。提高壓制壓力和燒結(jié)溫度有助于獲得致密的Cu/Inv

4、ar復(fù)合材料,但燒結(jié)溫度過高,復(fù)合材料內(nèi)組成相間的原子擴(kuò)散嚴(yán)重,導(dǎo)致復(fù)合材料的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能下降,熱膨脹系數(shù)降低。以力學(xué)性能作為考核指標(biāo),該復(fù)合材料的最佳工藝為:壓制壓力600 MPa,燒結(jié)溫度1150℃,保溫時(shí)間90 min,Cu含量為50 wt%。以電阻率為考核指標(biāo),該復(fù)合材料的最佳工藝為:壓制壓力600 MPa,燒結(jié)溫度1000℃,保溫時(shí)間60 min,Cu含量為50 wt%。測得的燒結(jié)態(tài)Cu/Invar復(fù)合材料的熱導(dǎo)率采用Wie