隨著現(xiàn)代電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展,電子系統(tǒng)及器件向著小型化、高集成、高可靠性的方向發(fā)展,這也對其電子封裝材料提出了更高的要求。電子封裝材料用于承載、保護(hù)芯片及其連接線路,必須同時具備良好的加工、焊接性能,足夠的機械強度和剛度,良好的散熱能力,合適的熱膨性;用于航空領(lǐng)域的封裝材料還要求有盡可能低的密度,嚴(yán)格的氣密性等。封裝材料的性能直接影響著整個電子部件的可靠性與壽命。現(xiàn)有封裝材料如可伐合金(Kovar)、銅鉬(Cu-Mo)等已難以同時滿足以上要求,因此開發(fā)新型高性能封裝材料迫在眉睫。
Al-Si電子封裝材料具有低熱膨脹系數(shù),高熱導(dǎo)率,低密度,良好的加工、電鍍、焊接性能,還可以通過調(diào)整Al和Si元素比例實現(xiàn)不同的熱膨脹系數(shù),尤其適合航天微波電路、大功率集成電路、載波器、電子光學(xué)框架等高精領(lǐng)域。此外鋁和硅原材料資源豐富,價格低廉,環(huán)保無害,特別適合長期應(yīng)用。因此,高性能Al-Si電子封裝材料一直是國內(nèi)外研究的熱點。國外高性能Al-Si合金已經(jīng)實現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn),如國外著名的Osprey公司生產(chǎn)的CE合金系列等;國內(nèi)有北京有色院,北科大,北航,中南大學(xué)等研究機構(gòu)進(jìn)行了相關(guān)研究,但鮮有大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的報道。
天津百恩威新材料科技有限公司(www.baienwei.com)經(jīng)過數(shù)年的研發(fā),成功開發(fā)出急速冷卻技術(shù)用于生產(chǎn)高性能Al-Si電子封裝材料。形成了高性能Al-Si原材料生產(chǎn)至精深加工產(chǎn)業(yè)鏈,具備年產(chǎn)原材料3600t,精加工殼體類30萬套的產(chǎn)能。目前已通過了ISO9001:2008質(zhì)量管理體系認(rèn)證及國家軍用標(biāo)準(zhǔn)(GJB)認(rèn)證,進(jìn)入批量化生產(chǎn)應(yīng)用階段。所生產(chǎn)的高性能Al-Si封裝原材料顯微組織細(xì)小、均勻、致密,加工和使用性能優(yōu)異,質(zhì)量穩(wěn)定。急速冷卻顯微組織如圖1所示。精加工封裝殼體類產(chǎn)品尺寸精度高,電鍍及焊接性優(yōu)異,贏得了客戶的認(rèn)可,取得良好的經(jīng)濟和社會效益,并可根據(jù)客戶使用需求提供產(chǎn)品專屬定制服務(wù)。部分高性能Al-Si原材料性能見表1,某Al-Si蝕刻產(chǎn)品實物見圖2。
圖1 急速冷卻Al-Si封裝材料金相組織
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圖2 高性能Al-Si蝕刻產(chǎn)品(零件厚度0.127mm)
急速冷卻高性能Al-Si封裝材料的成功研制和應(yīng)用為我國電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展提供了強有力支撐和保障。新型高性能Al-Si封裝材料綜合性能優(yōu)異,密度小,價格低廉,必將替代昂貴、笨重的傳統(tǒng)封裝材料,擁有廣闊的市場前景。