一种AlSiC电子封装材料的制备方法

技术领域

本发明涉及铝碳化硅制备技术领域，具体是一种AlSiC电子封装材料的制备方法。

背景技术

铝碳化硅AlSiC是一种颗粒增强金属基复合材料，铝碳化硅AlSiC结合了铝合金基体的比强度高、塑性加工性好、密度低等特性，和SiC颗粒硬度高、热膨胀系数低等优点，是综合性能优良的金属基复合材料。由于铝碳化硅AlSiC具有高导热低膨胀系数等特点，铝碳化硅AlSiC还可以作为电子封装材料。

目前工业上广泛采用机械搅拌法制备复合材料，机械搅拌法是在搅拌的过程中将增强体颗粒加入到基体金属液中，利用高速旋转的搅拌装置使增强体均匀混合入基体金属液之中，然后浇入模具中得到铸件。

目前机械搅拌法仍存在一些问题，例如，在空气环境下进行搅拌时，在搅拌的过程中，尤其是熔融的金属液体被高速转动的搅拌叶搅动时，很容易吸入气体，导致气体在熔融金属液体中逐渐凝固成型后滞留在复合材料中，最后浇铸出的复合材料内部出现有害的气孔缺陷。

因此，针对上述问题提出一种AlSiC电子封装材料的制备方法。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，解决机械搅拌法制备AlSiC电子封装材料时，搅拌装置在搅拌的过程中，尤其是熔融的金属液体被高速转动的搅拌叶搅动时，很容易使熔融金属液体吸入气体，造成气体在熔融金属液体逐渐凝固成型时滞留在复合材料中，最后浇铸出的复合材料内部出现有害的气孔缺陷的问题，本发明提出的一种AlSiC电子封装材料的制备方法。

一种AlSiC电子封装材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

S1：将纯铝锭放入坩埚中进行熔化，得到熔融的铝液：

S2：根据铸件的形状制作出合适的模具：

S3：将增强颗粒混合均匀，并填充至模具中，通过振动和压实的方式使增强颗粒充满模具，形成铸件的形状；

S4：将熔融的铝液倒入被增强颗粒填充的模具中，再对铝液进行加压，通过渗流的方式，将熔融的铝液填充到模具中，形成铸件，即得到AlSiC材料。

优选的，S3中其增强颗粒包括：SiC粉末、Si

优选的，所述模具采用泡沫铝坯料进行切割和加工制得。

优选的，所述模具包括固定框和移动框；所述固定框的底部固定连接有底板；所述固定框与移动框均为匚形；所述固定框两端的开口处分别开设有直滑槽；所述直滑槽竖直设置；所述移动框两端的开口处分别固定连接有T形连接块；所述T形连接块与直滑槽滑动连接；所述移动框的两侧固定连接有把手。

优选的，所述固定框的顶端固定连接有支撑架；所述支撑架上固定连接有气缸；所述气缸的输出轴上固定连接有横板；所述横板两端的下表面固定连接有推杆；所述推杆与压板组件滑动连接。

优选的，所述压板组件包括压块；所述压块的形状与模具横截面的形状相同；所述压块上开设有滑孔；所述滑孔设置两个，并贯穿压块的上表面；所述滑孔与推杆一一对应；所述压块上固定连接有滑管；所述滑管与滑孔同轴心；所述推杆在滑管和滑孔内滑动；所述推杆与压块之间固定连接有弹簧；所述弹簧设置在滑管的内部；所述压板的上表面固定连接有振动电机；所述振动电机用于压块产生振动。

优选的，所述移动框的一侧固定连接有进料管；所述进料管与移动框连通；所述移动框的内部设置有引导槽；所述引导槽与水平布置在移动框的内部，并与进料管连通；所述引导槽朝向移动框内部的一侧等间距开设有多个进料口；所述进料口倾斜向下设置，并与引导槽连通。

优选的，所述固定框的侧面上固定连接有安装板；所述安装板上固定连接有气泵；所述固定框的侧面开设有进气口；所述进气口通过气管与气泵连通；所述进气口的水平高度低于进料口的水平高度；所述底板的拐角处以及中心处开设有透气孔。

本发明的有益之处在于：

1.本发明通过采用压力渗透法制备AlSiC电子封装材料具有诸多优点：制备获得的材料尺寸准确稳定，不用二次加工，节省去了后期加工的时间；其次，铝液浸渗的时间很短，因此能够获得很快的冷却速度，这样可以减少不良界面反应的发生；再次，增强颗粒的量可以自由的调节其范围。

2.本发明通过设置压板组件和振动电机，增强颗粒放入模具后，处于松散状态，并且没有形成铸件的形状，此时，启动气缸，气缸推动横板向下移动，同时推杆也随之向下移动，弹簧受到压块的重力作用被压缩，压块向下移动，压块进入模具后，不断向下移动，使得模具下方的空间变小，增强颗粒被压块挤压下逐渐紧实，启动振动电机，压块会发生垂直方向的振动，使得增强颗粒进一步的压实，形成模铸件的形状。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明一种实施例的整体结构示意图一；

图2为本发明一种实施例的整体结构示意图二；

图3为本发明一种实施例的整体结构的爆炸示意图；

图4为本发明一种实施例的固定框和移动框的结构示意图；

图5为本发明一种实施例压板组件和支撑杆的爆炸示意图；

图6为本发明一种实施例的移动板内部引导槽的剖视图；

图7为本发明一种实施例的移动板内部进料口的剖视图；

图8为本发明一种实施例的固定框的结构示意图。

图中：11、固定框；111、直滑槽；12、移动框；121、T形连接块；122、把手；13、底板；14、支撑架；2、气缸；21、横板；22、推杆；3、压板组件；31、压块；32、滑孔；33、滑管；34、弹簧；4、振动电机；5、进料管；51、引导槽；52、进料口；6、气泵；61、安装板；62、进气口；7、透气孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

一种AlSiC电子封装材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

S1：将纯铝锭放入坩埚中进行熔化，得到熔融的铝液；

S2：根据铸件形状制作模具；

S3：将增强颗粒填充至模具中，通过振动和压实的方式使增强颗粒充满模具；

S4：将熔融的铝液倒入被增强颗粒填充的模具中，再对铝液进行加压，通过渗流的方式，形成铸件，即得到AlSiC材料；

实施例二：

一种AlSiC电子封装材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

S1：将纯铝锭放入坩埚中进行熔化，得到熔融的铝液；

S2：根据铸件形状制作模具；

S3：将增强颗粒填充至模具中，通过振动和压实的方式使增强颗粒充满模具；

S4：将熔融的铝液倒入被增强颗粒填充的模具中，再对铝液进行加压，通过渗流的方式，形成铸件，即得到AlSiC材料；

所述S3中其增强颗粒包括：SiC粉末、Si

实施例三：

一种AlSiC电子封装材料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

S1：将纯铝锭放入坩埚中进行熔化，得到熔融的铝液；

S2：根据铸件形状制作模具；

S3：将增强颗粒填充至模具中，通过振动和压实的方式使增强颗粒充满模具；

S4：将熔融的铝液倒入被增强颗粒填充的模具中，再对铝液进行加压，通过渗流的方式，形成铸件，即得到AlSiC材料；

所述模具采用泡沫铝坯料进行切割和加工，制作出模具。

作为本发明的一种实施方式，请参照图1-8所示，所述模具包括固定框11和移动框12；所述固定框11的底部固定连接有底板13；所述固定框11与移动框12均为匚形；所述固定框11两端的开口处分别开设有直滑槽111；所述直滑槽111竖直设置；所述移动框12两端的开口处分别固定连接有T形连接块121；所述T形连接块121与直滑槽111滑动连接；所述移动框12的两侧固定连接有把手122；

将模具设置成可拆卸的形式，使得固定框11与移动框12拼接后形成一个整体，通过在移动框12和固定框11两端设置T形连接块121和直滑槽111，在使用前，操作人员抓住移动框12两侧的把手122，将移动框12抬起，并从固定框11的上端将T形连接块121插接入直滑槽111内，再向下按压把手122，对移动框12施加向下的压力，使得移动框12向下移动，直至直滑槽111的底部，此时，底板13刚好与移动框12的内底部接触，且底板13的底面与移动框12的底面平齐，待移动框12与固定框11连接完成后，将SiC粉末、Si

请参照图1、图2、图3和图5所示，所述固定框11的顶端固定连接有支撑架14；所述支撑架14上固定连接有气缸2；所述气缸2的输出轴上固定连接有横板21；所述横板21两端的下表面固定连接有推杆22；所述推杆22与压板组件3滑动连接；所述压板组件3包括压块31；所述压块31的形状与模具横截面的形状相同；所述压块31上开设有滑孔32；所述滑孔32设置两个，并贯穿压块31的上表面；所述滑孔32与推杆22一一对应；所述压块31上固定连接有滑管33；所述滑管33与滑孔32同轴心；所述推杆22在滑管33和滑孔32内滑动；所述推杆22与压块31之间固定连接有弹簧34；所述弹簧34设置在滑管33的内部；所述压板3的上表面固定连接有振动电机4；所述振动电机4用于压块31产生振动；

为了实现SiC粉末、Si

请参照图3、图6和图7所示，所述移动框12的一侧固定连接有进料管5；所述进料管5与移动框12连通；所述移动框12的内部设置有引导槽51；所述引导槽51与水平布置在移动框12的内部，并与进料管5连通；所述引导槽51朝向移动框12内部的一侧等间距开设有多个进料口52；所述进料口52倾斜向下设置，并与引导槽51连通；

若熔融的铝液进入模具时从一个进料口进入模具，熔融的铝液会对压实的SiC粉末、Si

请参照图2、图3和图8所示，所述固定框11的侧面上固定连接有安装板61；所述安装板61上固定连接有气泵6；所述固定框11的侧面开设有进气口62；所述进气口62通过气管与气泵6连通；所述进气口62的水平高度低于进料口52的水平高度；所述底板13的拐角处以及中心处开设有透气孔7；

为了实现熔融的铝液能够通过压力渗透法更快的渗透入成型的SiC粉末、Si

工作原理：操作人员通过把手122，将移动框12抬起，并从固定框11的上端将T形连接块121插接入直滑槽111内，再向下按压把手122，使得移动框12向下移动，直至直滑槽111的底部，待移动框12与固定框11连接完成后，将SiC粉末、Si

由于气泵的结构属于现有技术，所以本发明文件中未做描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。