材质介绍
高硅铝合金是由硅和铝组成的二元合金,是一种金属基热管理材料。高硅铝合金材料能够保持硅和铝的优良性能,不污染环境,对人体无害。高硅铝合金的密度在2.4~2.7g/cm3之间,热膨胀系数(CTE)在7-20ppm/℃之间。增加硅含量可以显着降低合金材料的密度和热膨胀系数。同时,高硅铝合金还具有良好的导热性,较高的比刚度和刚性,金、银、铜、镍的电镀性能良好,与基体可焊接,易于精密加工。是一种具有广阔应用前景的电子封装材料。
高硅铝合金复合材料的制造方法主要有以下几种:1)熔炼、铸造; 2)渗透法; 3)粉末冶金; 4)真空热压法; 5)快速冷却/喷雾沉积法。
生产流程
1)熔炼铸造法
熔炼铸造法设备简单,成本低廉,可实现大规模工业化生产,是应用最广泛的合金材料制备方法。
2)浸渍法
浸渍法有压力渗透法和无压渗透法两种方法。压力浸渗法是利用机械压力或压缩气体压力使母材熔体浸入增强体间隙中。
3)粉末冶金
粉末冶金是将一定比例的铝粉、硅粉和粘结剂均匀分散,通过干压、注射等方法将粉末混合成型,最后在保护气氛中烧结,形成较致密的材料。
4)真空热压法
真空热压法是指加压成型和加压烧结同时进行的烧结工艺。其优点是:①粉末易于塑性流动和致密化; ②烧结温度和烧结时间短; ③密度高。一般过程是:在真空条件下,将粉末放入模具型腔中,粉末在加压的同时受热,经过短时间的加压后形成致密均匀的材料。
5) 快速冷却/喷雾沉积
快速冷却/喷射沉积技术是一种快速凝固技术。它具有以下优点:1)无宏观偏析; 2)细小、均匀的等轴晶组织; 3)细小的初生沉淀相; 4)氧含量低; 5)改善热加工性能。
分类
(1)亚共晶硅铝合金含硅9%-12%。
(2)共晶硅铝合金含硅11%~13%。
(3)过共晶铝合金的硅含量在12%以上,主要在15%~20%范围内。
(4)含硅量在22%以上的称为高硅铝合金,其中以25%-70%为主,世界上含硅量最高可达80%。
应用
1)大功率集成电路封装:高硅铝合金提供有效散热;
2)载体:可作为局部散热片,使元件排列更加紧密;
3)光学框架:高硅铝合金提供低热膨胀系数、高刚性和可加工性;
4)散热片:高硅铝合金提供有效的散热和结构支撑。
5)汽车零部件:高硅铝合金材料(含硅量20%-35%)具有优异的摩擦学性能,可作为先进的轻质耐磨材料用于各种交通运输工具、各种动力机械、机械工具。 、专用紧固件和工具得到广泛应用。
高硅铝合金具有比重小、重量轻、导热性好、热膨胀系数低、体积稳定、耐磨性好、耐腐蚀性能好等一系列优点,广泛用作气缸套、活塞、和汽车发动机的转子。 、刹车盘等材料。