電子封裝用SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料離心鑄造成形工藝研究.pdf

1、本文以電子封裝應(yīng)用為背景，深入研究了SiC顆粒鋁基增強(qiáng)復(fù)合材料封裝零件的離心鑄造成形技術(shù)，分析了加工工藝方法對(duì)材料的組織、成分和性能特征的影響，系統(tǒng)地闡述了復(fù)合材料零件的制備和成形過(guò)程工藝-組織-性能間的關(guān)系。
　　 本文從工業(yè)化生產(chǎn)角度出發(fā)，制備了兩種復(fù)合材料漿料：1)熔化重量達(dá)到18Kg，SiC顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17.55％，SiC顆粒粒徑為15μm、30μm、和51μm，基體為類(lèi)似ZL104合金的復(fù)合材料漿料。2)熔化重量為1

2、5Kg，SiC顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24％， SiC顆粒粒徑為25μm、29μm、和120μm，基體為類(lèi)似ZL109合金的復(fù)合材料。從SiC顆粒和鋁液之間的潤(rùn)濕出發(fā)，研究了復(fù)合材料漿料制備過(guò)程中的工藝參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)金屬熔液溫度為575+3℃時(shí)，攪拌加入SiC顆粒最適于SiC顆粒與鋁液之間的潤(rùn)濕，制得的復(fù)合材料漿料組織性能最優(yōu)。
　　 從離心鑄造工藝設(shè)計(jì)出發(fā)，通過(guò)自行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的模具、砂芯，研究制備了兩種基體的SiC顆粒鋁基復(fù)合材料的

3、電子封裝盒零件。在離心轉(zhuǎn)速800r/min，熔體溫度700℃條件下澆注零件。對(duì)所制備的零件進(jìn)行取樣，利用光學(xué)顯微鏡(OM)和電子掃描顯微鏡(SEM)對(duì)所制備的SiCp/Al復(fù)合材料試樣的微觀組織進(jìn)行觀察分析；分別利用密度法和圖像法測(cè)試試樣的SiC顆粒體積分?jǐn)?shù)；利用熱膨脹儀器測(cè)試試樣的熱膨脹系數(shù)物理性能，并分析試樣熱膨脹系數(shù)的影響因素。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)用本研究制備的SiCp/Al復(fù)合材料有明顯的SiC顆粒偏聚效果。獲得的鑄

4、件截面共分為三個(gè)區(qū)域：顆粒偏聚層、無(wú)顆粒的合金基體層和集渣區(qū)域。將鑄件在偏聚層和基體層機(jī)械切割分離，獲得了電子封裝零件。零件表面溝槽輪廓清晰，沒(méi)有傳統(tǒng)鑄造的缺陷；OM和SEM觀察表明，零件組織致密，SiC顆粒分布均勻，SiC顆粒和鋁液的界面潤(rùn)濕結(jié)合比較好，組織沒(méi)有明顯缺陷；密度法測(cè)定結(jié)果表明：復(fù)合材料A，SiC顆粒含量體積分?jǐn)?shù)為23％；復(fù)合材料B，SiC顆粒含量的體積分?jǐn)?shù)為39％，均比復(fù)合材料漿料中SiC顆粒的體積分?jǐn)?shù)有很大的提高，其中