AlSiC（鋁基碳化硅）材料是一種金屬復(fù)合材料；是以SIC為基礎(chǔ)材料，經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)，可以得到一種高導(dǎo)熱的復(fù)合材料，導(dǎo)熱率可達(dá)180W/m.k，抗彎強(qiáng)度≥405Mpa。今天小編就來說說AlSiC的相關(guān)內(nèi)容，希望可以幫到大家。
一、AlSiC作為封裝材料的基本特點
（1）熱膨脹系數(shù)低（可調(diào)節(jié)）：與Si、GaAs、AlN等無機(jī)陶瓷基片材料熱匹配良好；
（2）熱導(dǎo)率高：大大高于Kovar合金，可有效地擴(kuò)散大功率芯片產(chǎn)生的熱量；
（3）密度?。好芏却蟠蟮陀赪/Cu、Mo/Cu和Kovar合金，可有效減重；
（4）比強(qiáng)度和比模量高： 比模量是Kovar和W/Cu的4倍、Mo/Cu的2倍；

（5）AlSiC-鋁基碳化硅材料輕質(zhì)、熱膨脹系數(shù)可調(diào)匹配、熱導(dǎo)率高、價格適中。

二、AISIC制備方法
按照不同的增強(qiáng)體，鋁基復(fù)合材料分為纖維增強(qiáng)和顆粒(直徑在0.5——100μm之間的等軸晶粒)增強(qiáng)、晶須增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料。常用的增強(qiáng)顆粒主要包括SiC、Si3N4、Al2O3、TiC、TiB2、A1N、B4C以及石墨顆?；蛘呓饘兕w粒等。
常見的幾種鋁基復(fù)合材料的制備工藝有粉末冶金法、壓力浸滲工藝、反應(yīng)自生成法、高能高速固結(jié)工藝、半固態(tài)攪拌復(fù)合制造、噴射沉積法、攪拌摩擦加工法及球磨法制備納米碳管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料等。TiB2/A1復(fù)合材料的制備方法較多，主要有噴射沉積法、LSM、XDTM、擠壓鑄造、接觸反應(yīng)法、自蔓延高溫合成法和反應(yīng)機(jī)械合金化及粉末冶金法等。常見的方法有原位生成法、粉末冶金法、機(jī)械攪拌法、擠壓鑄造法、噴射沉積法、浸滲法等，下面主要對這六種方法進(jìn)行介紹。
原位生成法
原位生成法由Koczak 等人于 1989 年首次提出，其原理為按照材料預(yù)先設(shè)計的需求選取合適的反應(yīng)劑，然后在特定的環(huán)境下將溫度升到能使原料內(nèi)特定元素發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)的溫度，在這樣的條件下材料內(nèi)部能夠反應(yīng)生成一種或幾種均勻分布在基體內(nèi)部的且熱力學(xué)穩(wěn)定的增強(qiáng)體材料，以達(dá)到強(qiáng)化的效果。
原位內(nèi)生法的優(yōu)點在于原位生成的增強(qiáng)體顆粒在基體內(nèi)分布均勻，二者之間的界面干凈無污染、工藝簡單等，故而該方法具備廣闊的應(yīng)用前景，經(jīng)近幾十年的發(fā)展，已細(xì)化完善出了許多不同的制備工藝，比如：自蔓延高溫合成法、彌散放熱法、熔鹽輔助法和直接反應(yīng)法等。但是該方法也有一定的缺點，對于制備復(fù)合材料的原材料有一定要求，需要滿足一些反應(yīng)條件同時反應(yīng)的副產(chǎn)物的生成難以控制，另外還存在界面問題等。
粉末冶金法
粉末冶金工藝是最常采用的且最早用于制備納米顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的工藝之一。其制備過程是：先將陶瓷顆粒增強(qiáng)體與鋁合金基體粉末在球磨罐中均勻混合，混合過程既可以干混也可以在液體環(huán)境下進(jìn)行?；旌虾蟮姆垠w經(jīng)過冷壓成坯、真空排氣、熱壓燒結(jié)及后續(xù)處理(如擠壓、軋制、熱處理等)制得所需的復(fù)合材料。
粉末冶金工藝制備過程一般在真空或保護(hù)氣氛防護(hù)下進(jìn)行且燒結(jié)溫度低于鋁合金的熔點，從而大大的降低了發(fā)生界面反應(yīng)的可能性。粉末冶金法制備鋁基復(fù)合材料可以大范圍調(diào)控陶瓷顆粒的尺寸和含量，而且可以保證納米顆粒增強(qiáng)體在基體中較均勻的分布，減少團(tuán)聚與偏析的出現(xiàn)，從而使復(fù)合材料得到增強(qiáng)。
該方法的缺點則在于材料容易出現(xiàn)氣孔，致密度不高。因此，必須通過擠壓、軋制或熱處理等工藝進(jìn)行二次處理以改善其致密度及機(jī)械性能。此外，粉末冶金制備工藝比較繁瑣，通常需要密封、真空或者保護(hù)氣氛的工作條件，而且燒結(jié)溫度選擇不當(dāng)會導(dǎo)致偏析。
機(jī)械攪拌法
機(jī)械攪拌法是在攪拌的過程中將增強(qiáng)體顆粒加入到基體金屬液中，利用高速旋轉(zhuǎn)的攪拌裝置使增強(qiáng)體均勻混合入基體金屬液之中，然后澆入模具中得到想要的鑄件。其生產(chǎn)設(shè)備見圖2所示。機(jī)械攪拌法操作過程較為簡單，成本低廉，不到其他加工工藝的一半，是可以廣泛應(yīng)用的方法，目前工業(yè)上制備復(fù)合材料大多數(shù)都是采用該方法。
綜合國內(nèi)外對攪拌鑄造的研究發(fā)現(xiàn)，攪拌鑄造法可以以攪拌時的熔體溫度為依據(jù)，將其分為液態(tài)攪拌和液半固態(tài)攪拌兩種方法。液態(tài)攪拌法主要是使攪拌溫度保持在液相線以上，一邊攪拌一邊加入增強(qiáng)體顆粒，攪拌之后可以直接進(jìn)行澆鑄。半固態(tài)攪拌是指將攪拌溫度調(diào)制固液相線之間，使熔體之中有一定的固相體積分?jǐn)?shù)。這樣在攪拌的時候熔體中會有更大的剪切力容易使增強(qiáng)體顆粒分布均勻。
這兩種方法各有優(yōu)缺點，液態(tài)法簡單，但是卷氣很嚴(yán)重，顆粒分散的不夠均勻。但是半固態(tài)攪拌鑄造法目前仍存在一些問題，如在攪拌過程中陶瓷顆粒容易產(chǎn)生偏聚、界面處易發(fā)生反應(yīng)等。其次，在空氣環(huán)境下進(jìn)行攪拌時，攪拌的過程中尤其是高速攪拌時很容易吸入氣體，使得最后澆鑄出的復(fù)合材料產(chǎn)品內(nèi)部出現(xiàn)有害的氣孔缺陷。再次，顆粒增強(qiáng)相添加的體積分?jǐn)?shù)有一定限制是利用攪拌鑄造法制備金屬基復(fù)合材料的另一個問題。
擠壓鑄造法
這種方法首先是要按照零件的形狀將增強(qiáng)體材料制備成預(yù)制塊，然后放入鑄型。在重力下澆注液態(tài)金屬或合金，隨后對金屬液施加壓力，使基體熔液滲入到預(yù)制塊中形成錠。
擠壓鑄造后得到的材料均勻性非常良好，材料內(nèi)部沒有明顯的缺陷。這是因為碳化硅顆粒與鋁合金基體的結(jié)合界面非常好，結(jié)合的十分緊密，使得二者之間的界面能夠起到傳遞載荷的作用，實現(xiàn)抑制鋁基體的膨脹的情況。
擠壓鑄造法還有諸多優(yōu)點：制備出的產(chǎn)品尺寸準(zhǔn)確穩(wěn)定，省去了后期二次加工的麻煩；金屬液浸滲的時間很短，因此能夠獲得很快的冷卻速度，這樣可以大大減少不良界面反應(yīng)的發(fā)生；加入增強(qiáng)相的量可以自由的調(diào)節(jié)其范圍。但是該方法工藝復(fù)雜，不利于用來成型形狀復(fù)雜的產(chǎn)品，而且如果使用浸滲的壓力比較大，可能會對產(chǎn)品形狀和模具的完好性產(chǎn)生很大的影響。
噴射沉積法
噴射沉積法是一種新型的加工工藝，主要是將熔化的基體金屬液在高速流動的惰性氣體中霧化向外噴出，同時將增強(qiáng)體顆粒添加到霧化噴出的金屬液體中，使兩者在沉降的過程中混合，最后共同在經(jīng)過預(yù)處理的基體上沉積制得想要的復(fù)合材料。
這種方法的優(yōu)點是可以隨意調(diào)節(jié)增強(qiáng)體相的體積分?jǐn)?shù)，而且增強(qiáng)體材料的粒度大小在制備時也不受限制。得益于增強(qiáng)體顆粒與基體熔液之間接觸的時間很短暫，因此二者之間反應(yīng)時間非常有限，這樣可以明顯的改善二者之間的界面的結(jié)合狀態(tài)。因此霧化沉積技術(shù)可以使得基體保持快速凝固的特點，得到的晶粒十分細(xì)小。
浸滲法
浸滲法通常有兩種主要形式，包括無壓浸滲和壓力浸滲。無壓浸滲相對簡單，就是將基體Al合金在可控氣氛爐中加熱，使其超過液相線溫度；然后在不加壓力的條件下，使合金溶液自行浸滲到SiC預(yù)制體中去的制備方法。壓力浸滲的區(qū)別就是加上壓力條件，其方法接近于擠壓滲透鑄造。
浸滲法是一種成本較低且工藝簡單的制備技術(shù)。因而常用于高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al基復(fù)合材料的制備，制得的材料SiC顆分布相對均勻。成熟的無壓浸滲法制備的SiC/Al復(fù)合材料材料甚至已經(jīng)能夠應(yīng)用于電子封裝。但這種方法對預(yù)制體引入的高孔隙率難以控制。
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