Al-50%Si電子封裝合金的致密化及性能.pdf

1、比重較小的高硅鋁合金由于其良好的熱膨脹性、優(yōu)良的導熱性能以及優(yōu)越的力學性能,作為封裝材料在航空航天事業(yè)、現(xiàn)代電子信息科技等高新科技領(lǐng)域廣泛應用具有可觀的發(fā)展前景,然而傳統(tǒng)鑄造形成的粗大硅相限制其在日常應用的發(fā)展。利用噴射成形技術(shù)制備這類合金,可以顯著細化初生硅相,從而達到優(yōu)化提高綜合性能的目的。
　　本論文以由噴射成形設(shè)備制得的Al-50％Si合金作為研究對象,選擇熱等靜壓技術(shù)作為合金消除內(nèi)部孔隙的致密化工藝。研究分析噴射成形高硅

2、鋁合金的顯微組織,以及組織對熱膨脹性能、導熱性能和力學性能的影響規(guī)律。采用對鋁硅合金表面進行電鍍的方法改善合金潤濕性,分析了電鍍液溫度,電流密度以及電鍍時間等工藝參數(shù)對鍍層的影響規(guī)律,再對電鍍后的合金進行可焊性試驗,研究合金的焊接性能。
　　研究結(jié)果表明:相對于傳統(tǒng)鑄造,噴射成形合金的組織得到顯著細化,細小的初晶硅相以顆粒狀或者骨架狀彌散分布在鋁基體中。
　　對噴射成形高硅鋁沉積態(tài)合金進行三種不同工藝熱等靜壓,研究分析不同工

3、藝對合金組織的影響規(guī)律,最終得到合金最優(yōu)致密化工藝為:處理溫度為550℃,壓力126MPa,保溫5h。致密化后的合金組織致密細化,孔隙基本全部被消除,綜合性能得到明顯提升。
　　通過對合金熱膨脹系數(shù)的測試數(shù)據(jù)進行研究分析,合金在0~250℃內(nèi)的熱膨脹系數(shù)為11.6×10-6K-1,合金熱膨脹系數(shù)與溫度呈正比例關(guān)系,且合金的熱膨脹性能與合金的成分、晶粒形貌以及顯微孔隙或內(nèi)應力狀態(tài)有關(guān)。
　　對合金的熱導率進行測試發(fā)現(xiàn),其導熱性

4、能一定范圍內(nèi)隨溫度的升高而增強,在50℃時達到最大156.8W/(m·k)。合金中相的形貌與分布情況、致密度及界面熱阻對其導熱性能均有不同影響作用。
　　三種致密化工藝下合金的力學性能受組織晶粒形貌以及內(nèi)部孔隙率的影響,致密化程度最好的力學性能最高,抗拉強度達150MPa。合金的斷口沒有明顯的韌窩,以穿晶方式斷裂,裂紋源基本在初晶硅相內(nèi)及初晶硅與鋁基體的交界處。
　　電鍍之前浸鋅處理決定鍍層的性能,電鍍工藝參數(shù)對鍍層也存在一