采用熱壓成形工藝制備了Al-50Si、Al-60Si、Al-70Si合金電子封裝材料,研究Si含量對材料組織和性能的影響。結(jié)果表明,Si含量對Al-xSi高Si鋁合金有很大影響,Si含量為50%時,Al基體形成連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),但存在大量細(xì)小的孔隙。當(dāng)Si含量增加到60%,Al基體呈連續(xù)網(wǎng)絡(luò)狀分布,內(nèi)部孔洞減少。當(dāng)Si含量達(dá)到70%,Si顆粒相互依存長大的幾率更大,Si相尺寸明顯長大。Al-60Si合金性能最佳,熱導(dǎo)率為128.0W/（m·K）,室溫到150℃合金的熱膨脹系數(shù)為9.92×10^-6℃^-1,密度為2.462g/cm³。 

【文章來源】：特種鑄造及有色合金. 2020,40(03)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

混合粉末形貌

Al-Si電子封裝材料的理想結(jié)構(gòu)要求組織高度致密，細(xì)小的Si顆粒構(gòu)成整個材料的骨架，熔化后的鋁液滲入骨架，Al相呈連續(xù)網(wǎng)絡(luò)分布。產(chǎn)生大量細(xì)小孔洞的原因是當(dāng)Si含量為50%時，更容易發(fā)生氧化。當(dāng)Si含量為50%的合金相比于Si含量為60%的Al含量更高，在粉末的制備、包套和預(yù)熱過程中，粉末會不可避免與空氣相接觸，而且Al相比于Si來說更加活潑，所以當(dāng)Al含量較高時，粉末與空氣中的氧氣水分等接觸面積加大，極容易發(fā)生氧化，形成致密的氧化膜，這層氧化膜會導(dǎo)致在致密化過程中阻礙合金元素的相互擴散，以至于冶金結(jié)合難以形成，從而在材料內(nèi)部會形成孔洞，降低合金的致密度[13]。當(dāng)Si含量為70%,Al含量降低，熔化后的液相不能充分填充到孔洞中，并且由于Si含量增加，Si顆粒相互依存長大的幾率提高，Si相長大的傾向更加明顯，從而使合金內(nèi)部出現(xiàn)大量孔洞。2.2 密度及致密度

從圖3還可以看出，當(dāng)Si含量增加時，Al-Si合金的密度及致密度呈先增大后減小的趨勢。結(jié)合圖2,Si含量為50%時，可以明顯看出一些細(xì)小的孔洞，而Si含量為60%時，孔洞數(shù)量明顯減少，所以其致密度提高。但Si含量增加到70%時，燒結(jié)體材料的密度和致密度明顯下降。隨著Si含量增加，混合粉末中的Al粉和Si粉分布不均勻，很可能會出現(xiàn)Si粉末聚集分布，在液相燒結(jié)時，致使Si的團聚從而導(dǎo)致合金致密度下降。同時由于Al含量降低，在燒結(jié)時熔化的液相減少，不能充分地進(jìn)行填充，并且因為Si的團聚分布阻礙了液相燒結(jié)中Al液的流通通道，使得Al液無法填充到區(qū)域中的孔隙位置，導(dǎo)致合金內(nèi)部形成許多孔洞缺陷，從而導(dǎo)致其致密度下降，見圖2e和圖2f。2.3 硬度

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3018567