AlSiC电子封装材料及构件研究进展

AlSiC电子封装材料及构件具有高热导率、低膨胀系数和低密度等优异性能,使封装结构具有功率密度高、芯片寿命长、可靠性高和质量轻等特点,应用范围从功率电子封装到高频电子封装。综述了国内外制备AlSiC电子封装材料及构件所涉及的预制件成形、液相浸渗铸造、力学性能、气密性、机械加工、表面处理和构件连接等方面的研究进展。

AlSiC电子封装材料及器件物理性能研究进展

AlSiC电子封装材料及器件的关键指标是膨胀系数、热导率和气密性。不同工艺条件下制备的AlSiC电子封装材料物理性能相差较大。尽管已建立一些理论模型预测AlSiC电子封装材料的膨胀系数和热导率，但由于基体塑性变形、粘接剂类型及含量、粉末尺寸等许多因素影响，理论结果与实验结果相差较大。热循环过程中，基体合金类型、增强体尺寸、预处理方法和热循环次数等明显影响AlSiC电子封装材料的尺寸稳定性。温度循环对AlSiC电子封装材料物理性能的影响尚未见公开报道。

AlSiC电子封装材料的凝胶注模法制备

文章将凝胶注模技术与铝合金无压熔渗技术相结合,采用3种颗粒级配填隙制备出SiC体积分数大于60%的AlSiC复合材料。研究结果表明,凝胶注模制备的SiC预制件粗细颗粒分布均匀;含粗颗粒SiC浆料中引入质量分数约为2%的高温黏结剂,在1 050℃煅烧1 h即可使预制件具有满足后续工艺要求的强度,而且整个过程中坯体尺寸稳定;AlSiC复合材料抗弯强度大于270 MPa,室温热扩散率为0.75 cm2/s,热导率为175 W/(m.K),室温至250℃的平均线热膨胀系数为5.9×10-6K-1,完全满足电子封装技术的要求。

粉末冶金法制备AlSiC电子封装材料及性能

采用粉末冶金法制备了一定粒径分布的SiC颗粒体积分数不同的AlSiC电子封装复合材料。实验结果表明:材料微观组织致密,颗粒分布均匀。复合材料的平均热膨胀系数、热导率和弯曲强度都随SiC含量的增加而降低,抗弯断口以脆性断裂为主要断裂模式。

电子封装超声互连研究新进展

超声振动摩擦和局部高温高压可实现同材或异材的低温、快速、可靠的互连,超声技术在电子封装中显示出无与伦比的技术优势。综述了超声引线键合、块体母材直接超声键合、母材/焊料/母材三体超声固相键合等超声固相键合技术,超声钎焊、超声瞬态液相扩散焊等超声液相键合技术,超声纳米烧结、混合(复合)焊料超声互连等超声固液混合键合技术。无论是高频低功率的高速超声键合,还是中频高功率超声常速键合,超声的作用规律和效果相似,其互连质量和互连机理与接触材料及其状态有着最为密切的关系;考虑由于超声互连过程快、时间短、互连界面窄、接头不透明,可以采用焊接实时高速摄像技术和同步辐射X射线成像技术相结合,实时观察液态焊料润湿流动、焊料颗粒运动轨迹、母材的剥离过程及界面形成规律;考虑由于微焊点尺寸放大,可以借助温度传感器和压力传感器进行超声的温度效应和瞬态压强实时测量;基于双超/多超声诸多影响因素,多超声的数值模拟分析将成为微焊点超声互连机理研究的有效手段。

微电子封装热界面材料研究综述

随着半导体器件向着微型化、高度集成化及高功率密度方向发展,其发热量急剧增大,热失效已经成为阻碍微电子封装器件性能和寿命的首要问题.高性能的热管理材料能有效提高微电子封装内部元器件散热能力,其中封装结构散热路径上的热界面材料(Thermal Interface Material,TIM)便是热管理中至关重要的环节.通过热界面材料填充器件热源和散热单元之间的空隙,可以大幅度降低接触热阻,增加热量的传递效率.对微电子封装而言,高性能的热界面材料不仅需要高的导热系数以降低封装热阻,还需具备一定的压缩性以弥补封装的装配偏差,然而通常很难兼顾上述两种特性.本文重点关注微电子封装中热界面材料,系统地梳理了目前热界面材料的常见类型、应用存在问题、关注研究热点和国内外发展现状.

电子封装用Al-Si功能梯度材料的显微组织和性能

通过喷雾沉积法制备用于电子封装的双层和三层Al-Si功能梯度材料。结果表明,梯度材料具有致密的显微组织和良好的层间结合。三层梯度材料的抗弯强度高于双层梯度材料,以高Si含量层为承载面的H-L方向的抗弯强度高于以低Si含量层为承载面的L-H方向。所有梯度材料的导热系数均超过140W/(m·K),且其热膨胀系数没有明显的差异。经热冲击处理后,双层梯度材料出现的裂纹比三层梯度材料更多更大,这是由于界面上的高热应力和大尺寸Si颗粒因应力集中而趋于破裂。

电子封装用导热有机硅复合材料的研究进展

本文对电子封装用导热有机硅复合材料的导热机理和常用导热填料进行了介绍,综述了填充型高导热有机硅复合材料的制备策略和研究进展,并展望了电子封装用导热有机硅复合材料未来的研究方向。

磁场定向排列氮化硼纳米倒钩实现电子封装高效热管理

电子器件微型化、高功率密度、高度集成化的快速发展使当前电子封装热管理面临严重挑战。为保证电子器件的长寿命和高可靠性,电子元件产生的热量需要通过具有高热导率的热界面材料(TIM)传导到热沉,实现快速散热。在高密度封装集成的电子器件中,芯片呈3D矩阵或者堆叠多层封装,热量通过TIM在堆叠的芯片之间传递,低热导界面材料局部容易过热,造成芯片烧毁。在电子封装中,大多数应用场景要求TIM具有良好的绝缘性,因此,具有高热导率且优异绝缘性质的热界面材料对高密度集成的电子器件热管理非常重要。

兼具高导热、低膨胀系数的超低介电损耗封装材料

电子设备不断朝着高性能、高集成度的方向发展,其热管理变得愈发重要。在电子设备中广泛应用的聚合物材料具有质量轻、绝缘性和可加工性良好等优点,但导热性能较差,不能满足电子设备散热的需求。常见的解决方法是添加大量导热填料来增加填料之间的接触,在聚合物基体内部构建高效的导热通路,但这种方法会在复合材料内部引入缺陷,造成机械、介电等性能的劣化,而且高填充量还会带来复合体系加工性能差、制备成本高等一系列问题。

电子封装用金属基复合材料加工制造的研究进展

在航空航天领域中,金属封装材料被广泛应用,对其加工制造工艺的研究具有重要的意义。近年来,金属基复合材料逐渐代替传统金属材料应用于新一代的航空航天电子封装领域中,对金属基复合材料的加工工艺进行优化,是满足新一代电子封装产品需求的关键。对传统封装金属和金属基复合封装材料加工制造的研究及应用现状进行阐述,分析金属基复合封装材料的加工难点,并对该领域未来的发展进行展望。

Si-Al电子封装材料粉末冶金制备工艺研究

采用粉末冶金液相烧结工艺制备了Si 5 0 %Al(质量分数 )电子封装材料。研究了压制压力、烧结工艺对材料微观组织及性能的影响。结果发现 :低温烧结时 ,随压制压力增大 ,材料密度呈上升趋势 ,而高温烧结时 ,材料密度较高且变化不大 ;增大压制压力不仅提高了材料的致密度 ,而且改善了界面接触方式 ,在一定范围内使得材料热导率提高 ,但压制压力过大时 ,则会导致Si粉出现大量的微裂纹等缺陷 ,界面热阻急剧上升 ,从而降低热导性能 ;适当提高烧结温度和延长烧结时间可以提高材料的热导率。

高硅铝合金轻质电子封装材料研究现状及进展

综合比较了现有电子封装材料的性能及其在航空航天领域中的应用现状,较详细地阐述了高硅铝合金电子封装材料的性能特点、制备方法及研究现状,指出了高硅铝合金轻质电子封装材料的发展方向。

电子封装塑封材料中水的形态

利用实验和Fick扩散方程模拟塑封材料对水的吸收过程,得到水汽在塑封材料中的扩散系数和饱和浓度. 塑封材料中的水分子存在于高分子链围成的微孔洞中,并与高分子聚合物以氢键相连. 当塑封材料中水汽浓度达到饱和时,在水分子进入的有效体积内,水汽的密度为标准状态下水蒸气密度的100倍,为液态水密度的8％,这表明在塑封材料中水分子以一种特殊的液态水形态存在. 在一定的水汽浓度下,在界面处的微孔洞中水气液两相共存. 在两相共存的微孔洞中由于水分子争夺高分子的氢键使高分子与芯片表面的二氧化硅层的结合减弱,逐步扩展形成可以观察到的分层.

SiCp/Al电子封装复合材料的现状和发展

随着微电子技术的高速发展,SiCp/Al作为新型的电子封装材料受到了广泛的重视。根据近年来报导的有关资料,对SiCp/Al电子封装复合材料的性能、制备工艺及应用发展进行了综述,并指出了未来的研究方向。

W-Cu电子封装材料的气密性

分析了传统熔渗法生产的ＷＣｕ材料气密性差的工艺因素，采用加入一定数量的诱导铜的工艺方法进行压型，通过调整成型压力，使生坯中的Ｗ含量达到电子封装ＷＣｕ１５含钨量的标准，其余的Ｃｕ在熔渗时渗入。实验表明，加入１％～２．５％的诱导铜的生坯在１３５０℃熔渗１．５ｈ，其气密性可以达到满意的效果。

电子封装材料的研究现状及进展

根据电子及封装技术的快速发展特点,通过比较几种传统的电子封装材料的优劣,以金属基复合材料为重点,阐述了三明治复合板 KCK(Kovar/Cu/Kovar)的制作及性能,并展望了电子封装材料的发展方向及前景。

电子封装材料的研究现状

电子及封装技木的快速发展对封装材料的性能提出了更为严格的要求。综述了各种新型封装材料的发展现状;并以金属基复合材料为重点,分别从增强体,基体材料,制备工艺及微结构几个方面讨论了它们对材料热性能的影响;据此进一步提出了改善封装材料热性能的途径及未来的发展方向。

电子封装基片材料研究进展

阐述了电子封装领域对基片材料的基本要求 ,分析了电子封装用陶瓷、环氧玻璃、金刚石、金属及金属基复合材料的性能特点 ,论述了电子封装基片材料的研究现状 。

电子封装用金属基复合材料的研究进展

金属基复合材料凭借其优异的性能以及较成熟的制备工艺,成为电子封装领域研究的重要方向之一。综述典型的电子封装用金属基复合材料的研究现状,阐述金属基复合材料的热物理性能设计,列举铝基、铜基电子封装复合材料热物理性能的影响因素和改进措施,介绍常见的制备方法,最后对金属基电子封装材料的发展趋势进行展望。