论文部分内容阅读
利用化学镀铜工艺对SiC粉体进行了表面改性处理,结合高速火焰喷涂技术成功地制备了性能优异的SiC/Cu电子封装材料。研究了SiC粉体表面预处理和化学镀铜工艺与镀层质量的关系,分析了喷涂工艺、热压工艺对SiC/Cu电子封装材料组织结构的影响,讨论了SiC体积分数及热压工艺对SiC/Cu电子封装材料热膨胀系数及热导率的作用机理,确定了最佳化学镀铜工艺、喷涂工艺及热压工艺。为高性能SiC/Cu电子封装材料及产品的问世和走向市场打下了良好的基础。化学镀实验结果表明,敏化过程是镀前预处理过程的关键环节。敏化液浓度的高低将直接影响化学镀铜层的质量;采用AgNO3替代PdCl2做还原剂,在获得均匀镀层的同时,可大幅降低实验成本。通过对化学镀铜液成分的研究及施镀条件的控制可实现对SiC粉体表面镀层质量的控制,最终获得的镀层表面颗粒细小、均匀并且致密度较高。喷涂实验结果表明,化学镀铜可以显著提高SiC和Cu之间的润湿性和喷涂样品中SiC的体积分数,适度的压缩空气压力、乙炔压力及喷涂距离可获得高体积分数和低孔隙率的SiC/Cu样品。XRD及能谱结果表明,喷涂SiC/Cu样品主要由SiC和Cu两相组成,同时伴随有少量Cu的氧化物存在。热压实验结果表明,随着热压温度的升高及压力的增加,材料密度逐渐提高,最终趋于稳定值;随着加载速度的增加,孔隙率逐渐升高,密度逐渐降低。热压后,材料中SiC与Cu界面结合情况明显改善。热物性测试结果表明,随着温度的升高,SiC/Cu电子封装材料的热膨胀系数逐渐增大;随着SiC体积分数的增加,材料的热膨胀系数及热导率均呈逐渐降低的趋势。热压后材料的热膨胀系数明显降低,热导率则大幅度提高。大量试验证明,利用本研究工艺可制备出52vol%的SiC/Cu电子封装材料,其热膨胀系数为8.6×10-6·K-1(20~50℃),热导率为130.2W·m-1·K-1(20℃)。与国内其他电子封装材料相比,其性能已经完全达到电子封装材料的要求。