本發(fā)明涉及電子元件領(lǐng)域，且特別涉及一種電子元件封裝外殼及其制備方法。

背景技術(shù)：

磷進(jìn)行變質(zhì)是迄今為止最常用和有效的解決硅原料細(xì)化的方法，采用磷類變質(zhì)劑不僅可以細(xì)化初晶si，同時(shí)還可以使al-si合金的共晶點(diǎn)左移，增加初晶si數(shù)量。

目前國(guó)內(nèi)外主要應(yīng)用的磷類變質(zhì)劑有赤磷、磷鹽復(fù)合變質(zhì)劑和cu-p(含8～10％的p)中間合金等復(fù)合變質(zhì)劑。

然而，上述變質(zhì)劑在使用過程中存在諸多問題：

赤磷復(fù)合變質(zhì)劑，由于磷的燃點(diǎn)和升華溫度低，運(yùn)輸和保存過程中存在安全隱患；加入過程中反應(yīng)劇烈，產(chǎn)生有毒五氧化二磷氣體，污染環(huán)境；磷的吸收率低，且難以控制；經(jīng)壓塊后壓入熔體，雖反應(yīng)較平穩(wěn)，但仍會(huì)冒出大量煙氣，致使吸收率低，污染大。

磷鹽復(fù)合變質(zhì)劑，也產(chǎn)生有害氣體，環(huán)境污染較嚴(yán)重；產(chǎn)生大量反應(yīng)渣，腐蝕爐襯，增加鋁耗；磷的吸收率受工藝條件限制，變質(zhì)效果不穩(wěn)定，廢品率高。

含磷中間合金，如cu-p-(x)，熔點(diǎn)高，加入后難熔化；密度大，易偏析；不適合靜置爐生產(chǎn)(國(guó)內(nèi)生產(chǎn)狀況)，僅適合感應(yīng)爐生產(chǎn)；流程長(zhǎng)，能耗高；增加合金中的cu及p以外其他元素的含量，限制了所用合金的牌號(hào)。

采用巨毒藥品aip做原料，生產(chǎn)過程存在一定的安全問題。

顯然，開發(fā)無毒無害的磷變質(zhì)劑顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種電子元件封裝外殼的制備方法，采用有機(jī)含磷化合物為變質(zhì)劑，以保證在硅原料的變質(zhì)過程無有害氣體產(chǎn)生。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種電子元件封裝外殼，采用上述的電子元件封裝外殼的制備方法制得。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明提出一種電子元件封裝外殼的制備方法，包括：

按照硅原料和鋁原料的總質(zhì)量、含磷變質(zhì)劑的質(zhì)量和精煉劑的質(zhì)量之比為100：1～5：1～5，將硅原料、鋁原料、含磷變質(zhì)劑和精煉劑混合均勻，得到混合物。在1000～1500℃的溫度下，將混合物熔為熔體并充分變質(zhì)后，沉積制成坯錠。將坯錠在800～1000℃的溫度和120～140mpa的壓力下熱等靜壓處理1～2h后，壓模制得。

一種電子元件封裝外殼，根據(jù)上述的電子元件封裝外殼的制備方法制得。

本發(fā)明實(shí)施例的的有益效果是：

本發(fā)明實(shí)施例的電子元件封裝外殼的制備方法通過使用有機(jī)含磷化合物作為含磷變質(zhì)劑，避免變質(zhì)劑在促進(jìn)硅原料變質(zhì)過程中產(chǎn)生有害氣體。此外，在電子元件封裝外殼的制備過程中，首先將含磷變質(zhì)劑、硅原料和鋁原料混合，使得含磷變質(zhì)劑能夠在熔體的制備過程中同時(shí)促進(jìn)硅原料的變質(zhì)。

本發(fā)明實(shí)施例的種電子元件封裝外殼，根據(jù)上述的電子元件封裝外殼的制備方法制得。本電件元件封裝外殼具有剛度高和質(zhì)量輕的特點(diǎn)，同時(shí)還具有高熱導(dǎo)性和低熱膨脹性。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購(gòu)買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的電子元件封裝外殼及其制備方法進(jìn)行具體說明。

一種電子元件封裝外殼的制備方法，包括：

按照重量份數(shù)計(jì)，選取硅原料為30～60份，選取鋁原料的為40～70份。

按照硅原料和鋁原料的總質(zhì)量與含磷變質(zhì)劑的質(zhì)量之比為100：1～5選取含磷變質(zhì)劑。

含磷變質(zhì)劑選自磷酸單脂和磷酸雙脂的混合物。具體地，磷酸單脂和磷酸雙脂的摩爾比為1.5～2.5：1。優(yōu)選地，磷酸單脂和磷酸雙脂的摩爾比為1.7～2.1：1。進(jìn)一步優(yōu)選地，磷酸單脂和磷酸雙脂的摩爾比為2：1。

其中，磷酸單脂選自c1～10烷基磷酸單脂、環(huán)烷基磷酸單脂、雜環(huán)烷基磷酸單脂、芳基磷酸單脂和5～6元芳雜環(huán)基磷酸單脂中的至少一種。可以理解，磷酸單脂是上述磷酸單脂化合物中的一種或多種的任意比例的混合物。

磷酸雙脂選自c1～10烷基磷酸雙脂、環(huán)烷基磷酸雙脂、雜環(huán)烷基磷酸雙脂、芳基磷酸雙脂和5～6元芳雜環(huán)基磷酸雙脂中的至少一種。可以理解，磷酸單脂是上述磷酸雙酯化合物中的一種或多種的任意比例的混合物。

按照硅原料和鋁原料的總質(zhì)量與精煉劑的質(zhì)量之比為100：1～5選取精煉劑。精煉劑選自鹵代鋁化合物。

具體地，鹵代鋁化合物選自氟化鋁、氯化鋁、溴化鋁和碘化鋁中的至少一種?？梢岳斫?，精煉劑可以是上述鹵代鋁化合物中的一種，也可以是上述鹵代鋁化合物中的至少兩種的任意比例的混合物。

將硅原料、鋁原料、含磷變質(zhì)劑和精煉劑混合均勻得到混合物。可以理解，本電子元件封裝外殼的制備方法中，將硅原料、硅原料、含磷變質(zhì)劑和精煉劑先混合均勻后，再進(jìn)行硅的變質(zhì)和硅鋁的精煉。而且，在本電子元件封裝外殼的制備過程中，變質(zhì)與精煉步驟同時(shí)進(jìn)行，能夠減少生產(chǎn)流程和降低生產(chǎn)成本。

對(duì)混合物加熱至1000～1500℃的溫度。在加熱的過程中，混合物逐漸熔化成為熔體。

在加熱的過程中，混合物在含磷變質(zhì)劑的作用下發(fā)生充分變質(zhì)。且在加熱的過程中，混合物在含磷變質(zhì)劑的作用下發(fā)生充分變質(zhì)。含磷變質(zhì)劑中的磷原子能夠?qū)⒐柙霞?xì)化；同時(shí)，選用有機(jī)含磷變質(zhì)劑的碳原料和氫原子能夠在混合物加熱的過程中實(shí)現(xiàn)燃燒并產(chǎn)生無污染氣體，同時(shí)，碳原子在燃燒的過程中能夠促進(jìn)磷對(duì)硅原料的變質(zhì)作用。

通過選用含磷的有機(jī)化合物為變質(zhì)劑。在硅鋁合金煉制過程中實(shí)現(xiàn)硅變質(zhì)的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)化合物的分解并除去含磷變質(zhì)劑。

進(jìn)一步地，在加熱的過程中，在混合物中的精煉劑的作用下，將熔體中的雜質(zhì)氣體以及含磷變質(zhì)劑在變質(zhì)過程中產(chǎn)生的氣體除去。通過變質(zhì)過程和精煉過程的同時(shí)進(jìn)行，保證了制得質(zhì)量較好的電子元件封裝外殼

承上述，在上述的變質(zhì)過程和精煉過程結(jié)束后，對(duì)精煉產(chǎn)物進(jìn)行扒渣處理，得到純凈的熔體。

對(duì)熔體進(jìn)行沉積。具體地，沉積以采用噴射沉積的方式進(jìn)行。將精煉后的熔體加入到噴射沉積工藝的坩堝內(nèi)，并調(diào)節(jié)霧化器的條件為：霧化壓力為0.5～1mpa，霧化溫度為1150～1450℃。精煉后的熔體在霧化器的作用下在霧化室內(nèi)霧化。霧化氣體為氮?dú)?、氦氣、氖氣、氬氣、氙氣、氪氣和氡氣?？梢岳斫忪F化室內(nèi)通入上述的氣體作為霧化氣。霧化器與基體的距離為600～700mm，可以理解其沉積距離為600～700mm。通過上述噴射沉積條件的控制，將精煉后的熔體制成坯錠。通過沉積，能夠快速制得高密度的硅鋁坯錠。

對(duì)制得的坯錠進(jìn)行熱等靜壓處理。將坯錠置于熱等靜壓機(jī)內(nèi)，控制熱等靜壓機(jī)的條件為：溫度為800～1000℃和壓力為120～140mpa。保持坯錠在該條件下熱等靜壓處理1～2h。通過熱等靜壓處理，進(jìn)一步提高坯錠的致密程度。

對(duì)坯錠進(jìn)行壓模制得的電子元件封裝外殼?？梢愿鶕?jù)不同類型的電子元件選擇模具，制得適應(yīng)特定形狀的電子元件封裝外殼。

具體地，壓模是：將熱等靜壓處理后坯錠在350℃～450℃的溫度和50～100mpa的壓力下進(jìn)行。通過控制壓模的溫度和壓力，方便坯錠的成模，保證了坯錠成模的效果。

承上述，本電子元件封裝外殼的制備方法通過使用有機(jī)含磷化合物作為含磷變質(zhì)劑，避免變質(zhì)劑在促進(jìn)硅原料變質(zhì)過程中產(chǎn)生有害氣體。此外，在電子元件封裝外殼的制備過程中，首先將含磷變質(zhì)劑、硅原料和鋁原料混合，使得含磷變質(zhì)劑能夠在熔體的制備過程中同時(shí)促進(jìn)硅原料的變質(zhì)。

一種電子元件封裝外殼，根據(jù)上述的電子元件封裝外殼的制備方法制得。本電件元件封裝外殼具有剛度高和質(zhì)量輕的特點(diǎn)，同時(shí)還具有高熱導(dǎo)性和低熱膨脹性。

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的特征和性能作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

在機(jī)械攪拌條件下，將30t的硅原料、70t的鋁原料、1t的含磷變質(zhì)劑和1t的精煉劑混合均勻，得混合物。其中，含磷變質(zhì)劑選自磷酸單脂選自c1～10烷基磷酸單脂、環(huán)烷基磷酸雙脂、雜環(huán)烷基磷酸雙脂和芳基磷酸雙脂的任意比例混合物。精煉劑選自氟化鋁、氯化鋁、溴化鋁和碘化鋁的混合物。

將混合物加熱至1000℃，在加熱的過程中混合物逐漸熔為熔體并同步發(fā)生變質(zhì)過程和精煉過程，扒渣得到純凈的熔體。

將熔體加入到噴射沉積工藝中。以氮?dú)鉃殪F化氣體，并在0.5mpa的霧化壓力、1200℃的霧化溫度和650mm的沉積距離下進(jìn)行沉積，制得坯錠。

將制得的坯錠在加入到熱等靜壓機(jī)中，在800℃的溫度和120mpa的壓力下進(jìn)行熱等靜壓處理1h。

將熱等靜壓處理后的坯錠在350℃的溫度和50mpa的壓力下進(jìn)行壓模制得。

實(shí)施例2

在機(jī)械攪拌條件下，將35t的硅原料、65t的鋁原料和2t的含磷變質(zhì)劑混合均勻，得混合物。其中，含磷變質(zhì)劑選自磷酸單脂選自c1～10烷基磷酸單脂、環(huán)烷基磷酸單脂、雜環(huán)烷基磷酸單脂、芳基磷酸單脂、5～6元芳雜環(huán)基磷酸單脂、c1～10烷基磷酸雙脂、環(huán)烷基磷酸雙脂、雜環(huán)烷基磷酸雙脂、芳基磷酸雙脂和5～6元芳雜環(huán)基磷酸雙脂的任意比例混合物。精煉劑選自氟化鋁、氯化鋁、溴化鋁和碘化鋁的混合物。

將混合物加熱至1200℃，在加熱的過程中混合物逐漸熔為熔體并同步發(fā)生變質(zhì)過程和精煉過程，扒渣得到純凈的熔體。

將熔體加入到噴射沉積工藝中。以氮?dú)鉃殪F化氣體，并在0.7mpa的霧化壓力、1300℃的霧化溫度和680mm的沉積距離下進(jìn)行沉積，制得坯錠。

將制得的坯錠在加入到熱等靜壓機(jī)中，在900℃的溫度和130mpa的壓力下進(jìn)行熱等靜壓處理1.2h。

將熱等靜壓處理后的坯錠在380℃的溫度和65mpa的壓力下進(jìn)行壓模制得。

實(shí)施例3

在機(jī)械攪拌條件下，將40t的硅原料、60t的鋁原料和3t的含磷變質(zhì)劑混合均勻，得混合物。其中，含磷變質(zhì)劑選自磷酸單脂選自c1～10烷基磷酸單脂、環(huán)烷基磷酸單脂、雜環(huán)烷基磷酸單脂、芳基磷酸單脂、c1～10烷基磷酸雙脂、環(huán)烷基磷酸雙脂、雜環(huán)烷基磷酸雙脂和芳基磷酸雙脂的任意比例混合物。精煉劑選自氟化鋁、氯化鋁、溴化鋁和碘化鋁的混合物。

將混合物加熱至1300℃，在加熱的過程中混合物逐漸熔為熔體并同步發(fā)生變質(zhì)過程和精煉過程，扒渣得到純凈的熔體。

將熔體加入到噴射沉積工藝中。以氮?dú)鉃殪F化氣體，并在0.9mpa的霧化壓力、1400℃的霧化溫度和670mm的沉積距離下進(jìn)行沉積，制得坯錠。

將制得的坯錠在加入到熱等靜壓機(jī)中，在1000℃的溫度和140mpa的壓力下進(jìn)行熱等靜壓處理1.4h。

將熱等靜壓處理后的坯錠在400℃的溫度和75mpa的壓力下進(jìn)行壓模制得。

實(shí)施例4

在機(jī)械攪拌條件下，將45t的硅原料、55t的鋁原料和2.5t的含磷變質(zhì)劑混合均勻，得混合物。其中，含磷變質(zhì)劑選自磷酸單脂選自c1～10烷基磷酸單脂、環(huán)烷基磷酸雙脂、雜環(huán)烷基磷酸雙脂和芳基磷酸雙脂的任意比例混合物。精煉劑選自氟化鋁、氯化鋁、溴化鋁和碘化鋁的混合物。

將混合物加熱至1400℃，在加熱的過程中混合物逐漸熔為熔體并同步發(fā)生變質(zhì)過程和精煉過程，扒渣得到純凈的熔體。

將熔體加入到噴射沉積工藝中。以氮?dú)鉃殪F化氣體，并在1mpa的霧化壓力、1350℃的霧化溫度和660mm的沉積距離下進(jìn)行沉積，制得坯錠。

將制得的坯錠在加入到熱等靜壓機(jī)中，在950℃的溫度和125mpa的壓力下進(jìn)行熱等靜壓處理1.6h。

將熱等靜壓處理后的坯錠在410℃的溫度和80mpa的壓力下進(jìn)行壓模制得。

實(shí)施例5

在機(jī)械攪拌條件下，將50t的硅原料、50t的鋁原料和4t的含磷變質(zhì)劑混合均勻，得混合物。其中，含磷變質(zhì)劑選自c1～10烷基磷酸單脂、5～6元芳雜環(huán)基磷酸單脂和5～6元芳雜環(huán)基磷酸雙脂的任意比例混合物。精煉劑選自氟化鋁、氯化鋁、溴化鋁和碘化鋁的混合物。

將混合物加熱至1500℃，在加熱的過程中混合物逐漸熔為熔體并同步發(fā)生變質(zhì)過程和精煉過程，扒渣得到純凈的熔體。

將熔體加入到噴射沉積工藝中。以氮?dú)鉃殪F化氣體，并在0.8mpa的霧化壓力、1350℃的霧化溫度和640mm的沉積距離下進(jìn)行沉積，制得坯錠。

將制得的坯錠在加入到熱等靜壓機(jī)中，在900℃的溫度和135mpa的壓力下進(jìn)行熱等靜壓處理1.8h。

將熱等靜壓處理后的坯錠在420℃的溫度和90mpa的壓力下進(jìn)行壓模制得。

實(shí)施例6

在機(jī)械攪拌條件下，將50t的硅原料、50t的鋁原料和3t的含磷變質(zhì)劑混合均勻，得混合物。其中，含磷變質(zhì)劑選自c1～10烷基磷酸單脂、環(huán)烷基磷酸單脂、c1～10烷基磷酸雙脂和環(huán)烷基磷酸雙脂的任意比例混合物。精煉劑選自氟化鋁、氯化鋁、溴化鋁和碘化鋁的混合物。

將混合物加熱至1300℃，在加熱的過程中混合物逐漸熔為熔體并同步發(fā)生變質(zhì)過程和精煉過程，扒渣得到純凈的熔體。

將熔體加入到噴射沉積工藝中。以氮?dú)鉃殪F化氣體，并在0.6mpa的霧化壓力、1300℃的霧化溫度和640mm的沉積距離下進(jìn)行沉積，制得坯錠。

將制得的坯錠在加入到熱等靜壓機(jī)中，在850℃的溫度和140mpa的壓力下進(jìn)行熱等靜壓處理1.4h。

將熱等靜壓處理后的坯錠在355℃的溫度和95mpa的壓力下進(jìn)行壓模制得。

實(shí)施例7

在機(jī)械攪拌條件下，將55t的硅原料、45t的鋁原料和4.5t的含磷變質(zhì)劑混合均勻，得混合物。其中，含磷變質(zhì)劑選自c1～10烷基磷酸單脂、環(huán)烷基磷酸單脂、雜環(huán)烷基磷酸單脂、芳基磷酸單脂、5～6元芳雜環(huán)基磷酸單脂、c1～10烷基磷酸雙脂、環(huán)烷基磷酸雙脂、雜環(huán)烷基磷酸雙脂、芳基磷酸雙脂和5～6元芳雜環(huán)基磷酸雙脂的任意比例混合物。精煉劑選自氟化鋁、氯化鋁、溴化鋁和碘化鋁的混合物。

將混合物加熱至1250℃，在加熱的過程中混合物逐漸熔為熔體并同步發(fā)生變質(zhì)過程和精煉過程，扒渣得到純凈的熔體。

將熔體加入到噴射沉積工藝中。以氮?dú)鉃殪F化氣體，并在0.55mpa的霧化壓力、1400℃的霧化溫度和620mm的沉積距離下進(jìn)行沉積，制得坯錠。

將制得的坯錠在加入到熱等靜壓機(jī)中，在1000℃的溫度和130mpa的壓力下進(jìn)行熱等靜壓處理1.5h。

將熱等靜壓處理后的坯錠在450℃的溫度和55mpa的壓力下進(jìn)行壓模制得。

實(shí)施例8

在機(jī)械攪拌條件下，將60t的硅原料、30t的鋁原料和5t的含磷變質(zhì)劑混合均勻，得混合物。其中，含磷變質(zhì)劑選自c1～10烷基磷酸單脂、環(huán)烷基磷酸單脂、雜環(huán)烷基磷酸單脂、芳基磷酸單脂、5～6元芳雜環(huán)基磷酸單脂、c1～10烷基磷酸雙脂、環(huán)烷基磷酸雙脂、雜環(huán)烷基磷酸雙脂、芳基磷酸雙脂和5～6元芳雜環(huán)基磷酸雙脂的任意比例混合物。精煉劑選自氟化鋁、氯化鋁、溴化鋁和碘化鋁的混合物。

將混合物加熱至1000℃，在加熱的過程中混合物逐漸熔為熔體并同步發(fā)生變質(zhì)過程和精煉過程，扒渣得到純凈的熔體。

將熔體加入到噴射沉積工藝中。以氮?dú)鉃殪F化氣體，并在0.7mpa的霧化壓力、1450℃的霧化溫度和620mm的沉積距離下進(jìn)行沉積，制得坯錠。

將制得的坯錠在加入到熱等靜壓機(jī)中，在950℃的溫度和125mpa的壓力下進(jìn)行熱等靜壓處理1h。

將熱等靜壓處理后的坯錠在4100℃的溫度和65mpa的壓力下進(jìn)行壓模制得。

對(duì)實(shí)施例1～8制備的電子元件封裝外殼進(jìn)行密度、熱膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率和抗拉強(qiáng)度四個(gè)方面的性能參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，其結(jié)果如表1。

表1性能參數(shù)檢測(cè)結(jié)果

從表1中可以看出，實(shí)施例1～8制備的電子元件封裝外殼的密度、熱膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率和抗拉強(qiáng)度均取得了較佳的改善效果。熱膨脹系數(shù)有了明顯下降，熱導(dǎo)率和抗拉強(qiáng)度均有了明顯提高。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例的電子元件封裝外殼的制備方法通過使用有機(jī)含磷化合物作為含磷變質(zhì)劑，避免變質(zhì)劑在促進(jìn)硅原料變質(zhì)過程中產(chǎn)生有害氣體。此外，在電子元件封裝外殼的制備過程中，首先將含磷變質(zhì)劑、硅原料和鋁原料混合，使得含磷變質(zhì)劑能夠在熔體的制備過程中同時(shí)促進(jìn)硅原料的變質(zhì)。

本發(fā)明實(shí)施例的種電子元件封裝外殼，根據(jù)上述的電子元件封裝外殼的制備方法制得。本電件元件封裝外殼具有剛度高和質(zhì)量輕的特點(diǎn)，同時(shí)還具有高熱導(dǎo)性和低熱膨脹性。

以上所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。