粉末冶金制备Cu/Invar电子封装复合材料的研究
发布时间：2021-08-08 20:42
随着信息时代的到来，电子技术高速发展，集成电路集约化、微型化、精细化程度越来越高，对封装材料的性能提出了更为严格的要求，大大推动了新型封装材料的研究和开发。若Cu和Invar复合制备的Cu/Invar复合材料能综合Cu优异的导电和导热性能和Invar合金极低的热膨胀系数，同时兼具良好的成形性能及焊接、电镀等工艺性能，有望克服Al/SiCp、W/Cu及Kovar等电子封装材料的不足，成为它们理想的替代材料。采用机械合金化方法合成Invar合金纳米晶粉体，研究Invar合金粉体在机械合金化合成过程中的结构、形态演变及成分均匀化过程，并讨论其合金化机制。通过粉末冶金工艺制备Cu/Invar电子封装复合材料，采用正交试验方法设计制备工艺，研究Cu/Invar复合材料的显微组织结构及力学、物理性能，优化材料制备工艺参数。机械合金化初期（5-10h），微锻造和冷焊过程使合金粉体呈扁平形复合层状结构，同时FeNi50中的Ni原子逐渐向FeNi30中扩散，发生成分均匀化；球磨40h后，已形成了成分均匀的α’-Fe（Ni）固溶体，其平均晶粒尺寸约为12nm。机械合金化合成的Invar合金粉体呈球形，表面...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Ag/Invar、Cu/Invar材料性质与Ag或Cu含量的关系
第二章 实验材料及方法2.1 实验材料2.1.1 FeNi 预合金粉本论文机械合金化制备 Invar 合金粉所用原料为水雾化 FeNi30 及 FeNi50 合金粉均由北京安泰科技股份有限公司提供(纯度为 99.8%、粒度为-200 目)，其成分如表 2.1 所示，其表面形貌如图 2.1 所示。表 2.1 FeNi30 及 FeNi50 预合金粉的化学成分(wt%)Tab. 2.1 Compositions of the FeNi30 and FeNi50 alloy powders (wt%)料 Ni Mn Si Cu Cr Al C S P O i30 29.615 0.005 0.01 0.005 0.009 — — — — 0.234 i50 51.254 <0.0003 0.005 — — 0.012 0.002 0.006 0.006 0.109
式中 ρ 为烧结态 Cu/Invar 复合材料样品的密度(g/cm3)；m1为试样在空气中的质量(g)；m2为试样在水中的质量(g)；ρ水为水的密度，一般均取 1 g/cm3。2.5.4 力学性能测试2.5.4.1 抗弯强度根据 GB/T5319-2002 烧结金属材料横向断裂强度的测定方法，对粉末冶金制备的 Cu/Invar 复合材料试样进行抗弯强度测试。采用三点弯曲法，在微机控制电子万能试验机进行测试，如图 2.2 所示。压头移动速率为 1 mm/min，跨距为 L=4mm。试样测试前先对样品进行研磨抛光，除去表面缺陷，避免试样表面粗糙度对测量结果的影响。测量烧结态 Cu/Invar 复合材料试样断裂时的外加载荷，计算其抗弯强度：σPL(2.4) 式中：σ 为三点弯曲强度(MPa)；P 为断裂时最大载荷(N)；L 为跨距(mm)；为试样宽度(mm)；h 为试样高度(mm)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Characterizations and mechanical properties of impregnated diamond segment using Cu-Fe-Co metal matrix[J]. LI Wenshenga,ZHANG Jiea,WANG Shucaib,DONG Hongfenga,LI Yaminga,and LIU Yia a State Key Laboratory of Advanced Non-Ferrous Materials,Lanzhou University of Technology,Lanzhou 730050,China b National Center for Advanced Tribology,School of Engineering Sciences,University of Southampton,Southampton,SO17 1BJ,UK. Rare Metals. 2012(01)
[2]电子封装材料的研究现状及趋势[J]. 汤涛,张旭,许仲梓. 南京工业大学学报(自然科学版). 2010(04)
[3]铜基封装材料的研究进展[J]. 蔡辉,王亚平,宋晓平,丁秉钧. 材料导报. 2009(15)
[4]Mo-Cu和W-Cu合金的制备及性能特点[J]. 夏扬,宋月清,崔舜,林晨光,韩胜利. 稀有金属. 2008(02)
[5]压制压力对铜基粉末冶金刹车材料组织和性能的影响[J]. 姚萍屏,盛洪超,熊翔,黄伯云. 粉末冶金材料科学与工程. 2006(04)
[6]机械合金化及热处理过程中Ti50C50二元系统的结构演变[J]. 汤文明,李猛,郑治祥,吴玉程,唐红军. 材料热处理学报. 2005(06)
[7]热致收缩ZrW2O8化合物及其复合材料[J]. 罗丰华,陶玉强,戴恩斌,陈康华. 材料导报. 2005(11)
[8]新型电子封装材料的研究现状及展望[J]. 郑小红,胡明,周国柱. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2005(03)
[9]金属封装材料的现状及发展[J]. 童震松,沈卓身. 电子与封装. 2005(03)
[10]机械合金化工艺对Fe-Ni合金显微结构的影响[J]. 刘奇正,孟庆平,戎咏华,徐祖耀. 上海交通大学学报. 2004(10)
硕士论文
[1]复合材料电学性能预测[D]. 王丽芳.兰州理工大学 2012
本文编号：3330647
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Ag/Invar、Cu/Invar材料性质与Ag或Cu含量的关系
第二章 实验材料及方法2.1 实验材料2.1.1 FeNi 预合金粉本论文机械合金化制备 Invar 合金粉所用原料为水雾化 FeNi30 及 FeNi50 合金粉均由北京安泰科技股份有限公司提供(纯度为 99.8%、粒度为-200 目)，其成分如表 2.1 所示，其表面形貌如图 2.1 所示。表 2.1 FeNi30 及 FeNi50 预合金粉的化学成分(wt%)Tab. 2.1 Compositions of the FeNi30 and FeNi50 alloy powders (wt%)料 Ni Mn Si Cu Cr Al C S P O i30 29.615 0.005 0.01 0.005 0.009 — — — — 0.234 i50 51.254 <0.0003 0.005 — — 0.012 0.002 0.006 0.006 0.109
式中 ρ 为烧结态 Cu/Invar 复合材料样品的密度(g/cm3)；m1为试样在空气中的质量(g)；m2为试样在水中的质量(g)；ρ水为水的密度，一般均取 1 g/cm3。2.5.4 力学性能测试2.5.4.1 抗弯强度根据 GB/T5319-2002 烧结金属材料横向断裂强度的测定方法，对粉末冶金制备的 Cu/Invar 复合材料试样进行抗弯强度测试。采用三点弯曲法，在微机控制电子万能试验机进行测试，如图 2.2 所示。压头移动速率为 1 mm/min，跨距为 L=4mm。试样测试前先对样品进行研磨抛光，除去表面缺陷，避免试样表面粗糙度对测量结果的影响。测量烧结态 Cu/Invar 复合材料试样断裂时的外加载荷，计算其抗弯强度：σPL(2.4) 式中：σ 为三点弯曲强度(MPa)；P 为断裂时最大载荷(N)；L 为跨距(mm)；为试样宽度(mm)；h 为试样高度(mm)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Characterizations and mechanical properties of impregnated diamond segment using Cu-Fe-Co metal matrix[J]. LI Wenshenga,ZHANG Jiea,WANG Shucaib,DONG Hongfenga,LI Yaminga,and LIU Yia a State Key Laboratory of Advanced Non-Ferrous Materials,Lanzhou University of Technology,Lanzhou 730050,China b National Center for Advanced Tribology,School of Engineering Sciences,University of Southampton,Southampton,SO17 1BJ,UK. Rare Metals. 2012(01)
[2]电子封装材料的研究现状及趋势[J]. 汤涛,张旭,许仲梓. 南京工业大学学报(自然科学版). 2010(04)
[3]铜基封装材料的研究进展[J]. 蔡辉,王亚平,宋晓平,丁秉钧. 材料导报. 2009(15)
[4]Mo-Cu和W-Cu合金的制备及性能特点[J]. 夏扬,宋月清,崔舜,林晨光,韩胜利. 稀有金属. 2008(02)
[5]压制压力对铜基粉末冶金刹车材料组织和性能的影响[J]. 姚萍屏,盛洪超,熊翔,黄伯云. 粉末冶金材料科学与工程. 2006(04)
[6]机械合金化及热处理过程中Ti50C50二元系统的结构演变[J]. 汤文明,李猛,郑治祥,吴玉程,唐红军. 材料热处理学报. 2005(06)
[7]热致收缩ZrW2O8化合物及其复合材料[J]. 罗丰华,陶玉强,戴恩斌,陈康华. 材料导报. 2005(11)
[8]新型电子封装材料的研究现状及展望[J]. 郑小红,胡明,周国柱. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2005(03)
[9]金属封装材料的现状及发展[J]. 童震松,沈卓身. 电子与封装. 2005(03)
[10]机械合金化工艺对Fe-Ni合金显微结构的影响[J]. 刘奇正,孟庆平,戎咏华,徐祖耀. 上海交通大学学报. 2004(10)
硕士论文
[1]复合材料电学性能预测[D]. 王丽芳.兰州理工大学 2012
本文编号：3330647
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3330647.html
