专利名称：一种喷涂SiC/Al复合材料的制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种喷涂SiC/AI复合材料的制备工艺方法，属于新材料领域。
背景技术：
电子封装就是把构成电子器件或集成电路的各个部件按规定的要求实现合理配 置、组装、键合、连接、与环境隔离和保护等操作工艺，达到防止水分、尘埃及有害气体对电 子器件或集成电路的浸入，减缓震动、防止外力损伤和稳定元件参数的目的。同时对该类材 料要求是具备较高的热导率、与芯片相近的热膨胀系数，一定的刚度和强度，以及良好的 二次加工性能。传统的电子封装材料有三类塑料封装材料、陶瓷封装材料和金属封装材料β3]。 用量较大、发展较快的是塑料封装材料。它主要是由热固性塑料，包括酚醛类、树脂类、环氧 类和有机硅类。由于陶瓷材料的强度高、耐湿性和气密性好，在航天和军事工程中得到了一 定程度的应用。金属封装材料主要以铍、铜、铝、钨、钼、柯瓦和铟瓦合金等材料。但是，这些 一般只能满足封装材料的某一项性能或几项性能的要求，而难以同时满足其所有的要求。 如Al、Cu等金属的热导率较高，但热膨胀系数高且强度低；Irwar和Kovar合金的加工性能 好，热膨胀系数低，但导热性能差；W和Mo的热膨胀系数小，导热性能优于Irwar和Kovar合 金，但价格较高，加工困难，可焊性差，密度高。
发明内容
为了克服现有的电子封装材料的缺点，本专利提供了一种简单、廉价、易行且性能 够满足要求的制备SiC/AI复合材料的工艺方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是利用廉价的Al和SiC、Cu粉末和高 速火焰喷涂设备，通过优化设计的方法确定两者的混合比例、喷涂工艺参数，制备高体积分 数的SiC/Al，SiC/Cu电子封装材料。利用稀土和热压技术增强电子封装材料的密度，通过 控制喷涂气体种类、流量来控制火焰的温度。将喷涂而成的SiC/AI复合材料进行热压，最 终制备出符合电子封装性能要求的复合材料。本发明的有益效果是，由于采用高速火焰热喷涂技术，大大降低了成本，操作简 单；石墨基板易于形成各种形状，喷涂SiC/AI复合材料易于形成近终型。
附图为喷涂SiC/AI复合材料的制备工艺流程图
具体实施例方式将3 7比例的Al粉和SiC粉混合，并加入混合粉总量1. 5%硬脂酸作为过程控 制剂后，进行球磨处理。球磨后的SiC/AI复合粉被放入烘干箱中在150°C下烘干。利用 CP-1000高速火焰喷涂设备，在喷涂距离200mm、乙炔压力0. 07MPa、压缩空气压力0. 08MPa下，将复合粉沉积到经过预热250°C的石墨板上，待喷涂材料达到所需要的厚度时，停止喷 涂并迅速冷却，借助石墨与喷涂材料热膨胀系数的不同，将复合材料板从石墨上剥离下来。 然后将该喷涂复合材料板加热到550°C温度，并施以一定压力400MPa，在保温15分钟后即 得到所制备的喷涂SiC/Al复合材料。
权利要求
1.一种SiC/Al复合材料的制备工艺，其特征是，采用喷涂方法制备。
2.根据专利1的SiC/Al复合材料的制备工艺，其特征是，Al粉为纯度大于99%的球 形颗粒，粒度为40 μ m。
3.根据专利要求1的SiC/Al复合材料的制备工艺，其特征是，α-SiC粉为纯度大于 98 %的不规则形状绿色颗粒，粒度为40 μ m 20 μ m。
4.根据专利要求1的SiC/Al复合材料的制备工艺，其特征是，Al和SiC混粉比例 3 7，并加入1.5%的硬脂酸作为过程控制剂。
5.根据专利要求4的Al和SiC的混合后需球磨，其特征是，球磨时间5小时、球料比 5 I0
6.根据专利要求1的SiC/Al复合材料的制备工艺，其特征是喷涂工艺为喷涂距离 200mm、乙炔压力0. 07Mpa、压缩空气压力0. 08Mpa。
7.根据专利要求1的SiC/Al复合材料的制备工艺，其特征是热压工艺为热压温度 550°C、热压压力400MPa、保压时间15分钟。全文摘要
本发明提供了一种简单、廉价、易行且性能够满足要求的制备SiC/Al复合材料的工艺方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是利用廉价的Al和SiC、Cu粉末和高速火焰喷涂设备，通过优化设计的方法确定两者的混合比例、喷涂工艺参数，制备高体积分数的SiC/Al，SiC/Cu电子封装材料。利用稀土和热压技术增强电子封装材料的密度，通过控制喷涂气体种类、流量来控制火焰的温度。将喷涂而成的SiC/Al复合材料进行热压，最终制备出符合电子封装性能要求的复合材料。
文档编号C23C4/12GK102080202SQ200910073270
公开日2011年6月1日 申请日期2009年11月26日 优先权日2009年11月26日
发明者胡明 申请人:胡明