CN104404316A - 一种铝硅复合材料 - Google Patents

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一种铝硅复合材料，具有导热系数高、密度小和热膨胀系数与芯片匹配等显著优点，广泛应用于高端电子元器件封装外壳领域。该铝硅复合材料的成分含量为：硅49.35％，铝50.23％，铁0.307％，镍0.035％，钛0.0347％，镐0.0158％，钒0.0135％，其余为杂质。该铝硅复合材料的导热系数为≥120W/m·K，热膨胀系数为(11.0～13.5)*10-6，密度为2.5±0.1g/cm3，抗拉强度≥102MPa。

Description

一种铝硅复合材料
技术领域
本发明涉及电子元器件封装外壳应用领域，尤其涉及微波组件、T/R组件等高端元器件封装外科中。
背景技术
传统的电子元器件封装外壳制备所采用的材料有冷轧钢、无氧铜以及铝合金等金属。这些传统封装材料因其材料本身的特点，应用领域皆有所限制。例如，冷轧钢因其导热系数偏小，达不到芯片高散热的要求，因而只能应用于散热要求不太高的场合；无氧铜导热好，但因其密度大，膨胀系数大，不能大规模应用于航空航天器中以及对重量比较敏感的场合；铝合金虽然密度小，因其膨胀系数太大，不能有效地与芯片匹配，因而不能用于高端芯片的直接封装，需借助过渡材料或结构才能实现与芯片的匹配焊接，因而增加了器件的重量及成本，同时，降低了其器件整体的可靠性。
发明内容
为同时适应电子元器件封装外壳对其制备材料的高热导率、低膨胀系数和小密度等综合性能的要求，本发明提供了一种铝硅复合材料，可同时满足高热导率、低膨胀系数和小密度等材料属性要求，其具体权利要求如下：
1、该铝硅复合材料成分含量为：硅49.35％，铝50.23％，铁0.307％，镍0.035％，钛0.0347％，镐0.0158％，钒0.0135％，其余为杂质。
2、根据权利要求1，该铝硅复合材料物理性能为：导热系数为≥120W/m·K，热膨胀系数为(11.0～13.5)*10-6，密度为2.5±0.1g/cm3，抗拉强度≥102MPa。
3、根据权利要求1、2，该铝硅复合材料主要应用于电子元器件封装外壳制备领域。
与传统封装重金属材料相比，该铝硅复合材料具有密度小、热膨胀系数低和高导热等显著优点，即能够满足于芯片的匹配焊接要求，又能够满足大功率芯片散热的要求，同时，密度远远小于传统钢基体、铜基体材料，可广泛应用于航空航天以及对重量敏感的领域，尤其是高端、高可靠性要求的电子元器件封装外壳领域中。
与传统铝合金相比，该铝硅复合材料密度和导热系数相仿，但其具有铝合金无法比拟的的显著优点，那就是膨胀系数小，仅为铝合金的1/2左右(常规铝合金膨胀系数约为23*10-6)。因此，该铝硅复合材料可取代铝合金，广泛应用于芯片匹配焊接领域，而无需增加过渡材料或结构，极大的降低了成本和器件重量，同时提高了器件整体的可靠性。
具体实施方式
该铝硅复合材料成分含量为：硅49.35％，铝50.23％，铁0.307％，镍0.035％，钛0.0347％，镐0.0158％，钒0.0135％，其余为杂质。其物理性能参数为：导热系数为≥120W/m·K，热膨胀系数为(11.0～13.5)*10-6，密度为2.5±0.1g/cm3，抗拉强度≥102MPa。具体如表1所示。
一种铝硅复合材料
技术领域
本发明涉及电子元器件封装外壳应用领域，尤其涉及微波组件、T/R组件等高端元器件封装外科中。
背景技术
传统的电子元器件封装外壳制备所采用的材料有冷轧钢、无氧铜以及铝合金等金属。这些传统封装材料因其材料本身的特点，应用领域皆有所限制。例如，冷轧钢因其导热系数偏小，达不到芯片高散热的要求，因而只能应用于散热要求不太高的场合；无氧铜导热好，但因其密度大，膨胀系数大，不能大规模应用于航空航天器中以及对重量比较敏感的场合；铝合金虽然密度小，因其膨胀系数太大，不能有效地与芯片匹配，因而不能用于高端芯片的直接封装，需借助过渡材料或结构才能实现与芯片的匹配焊接，因而增加了器件的重量及成本，同时，降低了其器件整体的可靠性。
发明内容
为同时适应电子元器件封装外壳对其制备材料的高热导率、低膨胀系数和小密度等综合性能的要求，本发明提供了一种铝硅复合材料，可同时满足高热导率、低膨胀系数和小密度等材料属性要求，其具体权利要求如下：
1、该铝硅复合材料成分含量为：硅49.35％，铝50.23％，铁0.307％，镍0.035％，钛0.0347％，镐0.0158％，钒0.0135％，其余为杂质。
2、根据权利要求1，该铝硅复合材料物理性能为：导热系数为≥120W/m·K，热膨胀系数为(11.0～13.5)*10-6，密度为2.5±0.1g/cm3，抗拉强度≥102MPa。
3、根据权利要求1、2，该铝硅复合材料主要应用于电子元器件封装外壳制备领域。
与传统封装重金属材料相比，该铝硅复合材料具有密度小、热膨胀系数低和高导热等显著优点，即能够满足于芯片的匹配焊接要求，又能够满足大功率芯片散热的要求，同时，密度远远小于传统钢基体、铜基体材料，可广泛应用于航空航天以及对重量敏感的领域，尤其是高端、高可靠性要求的电子元器件封装外壳领域中。
与传统铝合金相比，该铝硅复合材料密度和导热系数相仿，但其具有铝合金无法比拟的的显著优点，那就是膨胀系数小，仅为铝合金的1/2左右(常规铝合金膨胀系数约为23*10-6)。因此，该铝硅复合材料可取代铝合金，广泛应用于芯片匹配焊接领域，而无需增加过渡材料或结构，极大的降低了成本和器件重量，同时提高了器件整体的可靠性。
具体实施方式
该铝硅复合材料成分含量为：硅49.35％，铝50.23％，铁0.307％，镍0.035％，钛0.0347％，镐0.0158％，钒0.0135％，其余为杂质。其物理性能参数为：导热系数为≥120W/m·K，热膨胀系数为(11.0～13.5)*10-6，密度为2.5±0.1g/cm3，抗拉强度≥102MPa。具体如表1所示。

Claims (3)

1.该铝硅复合材料成分含量为：硅49.35％，铝50.23％，铁0.307％，镍0.035％，钛0.0347％，镐0.0158％，钒0.0135％，其余为杂质。
2.根据权利要求1，该铝硅复合材料物理性能参数为：导热系数为≥120W/m·K，热膨胀系数为(11.0～13.5)*10-6，密度为2.5±0.1g/cm3，抗拉强度≥102MPa。
3.根据权利要求1、2，该铝硅复合材料主要应用于电子元器件封装外壳制备领域。
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