热循环对SiCp/Al复合材料性能影响的研究

2012-09-05牛通

电子与封装 2012年11期

牛通

（南京电子技术研究所，南京 210013）

1 前言

随着航空航天、大规模集成电路、高功率军事通信设备等方面的不断发展，传统的电子封装材料己经逐渐满足不了这些领域的要求，而SiCp/Al复合材料具有高热导率、低线膨胀系数、密度小等优点，因此具有广阔的应用前景[1～3]。同时，SiCp/Al复合材料制成的器件如雷达收发组件、大功率发射机、空间光学望远镜系统等，经常工作在比较苛刻的环境中，特别是工作环境温度常处于波动的状态。关于温度波动对SiCp/Al复合材料及器件性能的影响报道较少。为此，笔者从材料的角度，研究了热循环对SiCp/Al复合材料的CTE、热导率和弯曲强度的影响，以便在SiCp/Al复合材料设计及使用时，争取把不利影响降到最低限度，使SiCp/Al复合材料制成的器件能稳定、正常地工作。

2 实验

2.1 实验材料

实验中所用的SiCp/Al复合材料（以下简称SiCp/Al）是从国防科技大学采购，其中SiCp体积分数为64%，铝合金基体为Al6063，增强体SiC颗粒采用三种粒度搭配，平均粒径分别为45μm、20μm和10μm。

2.2 实验过程

根据器件实际的工作温度，制定如下热循环实验过程：首先准备好200℃的油浴和0℃的冰水混合物，把SiCp/Al放进油浴中保温90s后，迅速放进冰水混合物中，冷却后取出，拭去SiCp/Al表面的水后，再放进油浴中，如此反复进行。在实验中，分别测定了热循环50次、100次、200次、300次时SiCp/Al的CTE（热膨胀系数）、热导率和弯曲强度。