材質介紹
高矽鋁合金是由矽和鋁組成的二元合金,是一種金屬基熱管理材料。高矽鋁合金材料可以保持矽和鋁的優良性能,不污染環境,對人體無害。高矽鋁合金的密度在2.4~2.7g/cm3之間,熱膨脹係數(CTE)在7-20ppm/℃之間。增加矽含量可以顯著降低合金材料的密度和熱膨脹係數。同時,高矽鋁合金還具有良好的導熱性,較高的比剛度和剛性,金、銀、銅、鎳的電鍍性能良好,與基體可焊接,易於精密加工。是一種具有廣闊應用前景的電子封裝材料。
高矽鋁合金復合材料的製造方法主要有以下幾種:1)熔煉、鑄造; 2)滲透法; 3)粉末冶金; 4)真空熱壓法; 5)快速冷卻/噴霧沉積法。
生產流程
1)熔煉鑄造法
熔煉鑄造法設備簡單,成本低廉,可實現大規模工業化生產,是應用最廣泛的合金材料製備方法。
2)浸漬法
浸漬法有壓力滲透法和無壓滲透法兩種方法。壓力浸滲法是利用機械壓力或壓縮氣體壓力使母材熔體浸入增強體間隙中。
3)粉末冶金
粉末冶金是將一定比例的鋁粉、矽粉和粘結劑均勻分散,通過乾壓、注射等方法將粉末混合成型,最後在保護氣氛中燒結,形成較緻密的材料。
4)真空熱壓法
真空熱壓法是指加壓成型和加壓燒結同時進行的燒結工藝。其優點是:①粉末易於塑性流動和緻密化; ②燒結溫度和燒結時間短; ③密度高。一般過程是:在真空條件下,將粉末放入模具型腔中,粉末在加壓的同時受熱,經過短時間的加壓後形成緻密均勻的材料。
5) 快速冷卻/噴霧沉積
快速冷卻/噴射沉積技術是一種快速凝固技術。它具有以下優點:1)無宏觀偏析; 2)細小、均勻的等軸晶組織; 3)細小的初生沉澱相; 4)氧含量低; 5)改善熱加工性能。
分類
(1)亞共晶矽鋁合金含矽9%-12%。
(2)共晶矽鋁合金含矽11%~13%。
(3)過共晶鋁合金的矽含量在12%以上,主要在15%~20%範圍內。
(4)含矽量在22%以上的稱為高矽鋁合金,其中以25%-70%為主,世界上含矽量最高可達80%。
應用
1)大功率集成電路封裝:高矽鋁合金提供有效散熱;
2)載體:可作為局部散熱片,使元件排列更加緊密;
3)光學框架:高矽鋁合金提供低熱膨脹係數、高剛性和可加工性;
4)散熱片:高矽鋁合金提供有效的散熱和結構支撐。
5)汽車零部件:高矽鋁合金材料(含矽量20%-35%)具有優良的摩擦學性能,可作為先進的輕質耐磨材料用於各種交通運輸工具、各種動力機械、機器工具。 、專用緊固件和工具得到廣泛應用。
高矽鋁合金具有比重小、重量輕、導熱性好、熱膨脹係數低、體積穩定、耐磨性好、耐腐蝕性能好等一系列優點,廣泛用作氣缸套、活塞、和汽車發動機的轉子。 、剎車盤等材料。