一種汽車電子封裝用納米氮化硅增強鋁鎂合金材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種汽車電子封裝用納米氮化硅增強鋁鎂合金材料，該合金材料由以下重量份的原料制成：鎂6?8%、鋅4?5%、銅2?3%、釔1?2%、鎳包二硫化鉬粉1?2%、納米氮化硅溶膠40?50%、造孔劑1?2%、無水乙醇0.5?1、余量為鋁。
【專利說明】
一種汽車電子封裝用納米氮化硅増強鋁鎂合金材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電子封裝材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車電子封裝用納米氮化硅增強鋁鎂合金材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車電子是汽車電子控制裝置和車載汽車電子裝置的總稱，汽車電子在汽車技術(shù)中占據(jù)至關(guān)重要的位置，是開發(fā)新車型、改進汽車性能最重要的技術(shù)措施。由于汽車內(nèi)部存在極端的工作溫度范圍、強烈的機械振動以及污漬較多等惡劣環(huán)境因素，要確保汽車電子產(chǎn)品性能不受干擾，必須做好產(chǎn)品的封裝工作，選擇好的封裝材料以實現(xiàn)行業(yè)更低的成本、更強的功能、更高的可靠性等技術(shù)發(fā)展趨勢。
[0003]理想的電子封裝材料要具備熱膨脹系數(shù)低、高導(dǎo)熱、氣密性佳、足夠的強度和剛度、便于加工成型和焊接以及輕質(zhì)輕量等優(yōu)點，目前常用的幾類封裝材料主要有塑料封裝材料、陶瓷封裝材料、金屬封裝材料以及金屬基復(fù)合材料幾大類，其中金屬基復(fù)合電子封裝材料具有強度高、導(dǎo)熱性好等優(yōu)點成為行業(yè)研究的熱點，尤其是鋁基金屬材料，其輕質(zhì)的優(yōu)點在汽車領(lǐng)域廣受青睞，提高鋁基封裝材料的綜合性能也是研究熱點。《真空熱壓燒結(jié)法制備金剛石/Al-Cu基復(fù)合材料》一文利用真空熱壓燒結(jié)的方式改善金剛石與鋁的界面不良反應(yīng)，同時加入Cu粉改善性能，這種方法使用的是微米級的金剛石粉體，雖然獲得了高熱導(dǎo)率的復(fù)合材料，但是合金材料的強度、塑性卻在一定程度上降低，使用范圍受限，納米級無機材料在改善合金性能方面有突出的優(yōu)點，但是納米級材料在合金中的分散性卻不盡如人
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術(shù)的缺陷，提供一種汽車電子封裝用納米氮化硅增強鋁鎂合金材料及其制備方法。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種汽車電子封裝用納米氮化硅增強鋁鎂合金材料，該合金材料由以下重量份的原料制成:鎂6-8%、鋅4-5%、銅2-3%、釔1-2%、鎳包二硫化鉬粉1-2%、納米氮化硅溶膠40-50%、造孔劑1-2%、無水乙醇0.5-1、余量為鋁。
[0006]所述的納米氮化硅溶膠由以下方法配制而成:將十二烷基三甲基溴化銨投入無水乙醇中，攪拌至其完全溶解后投入納米氮化硅，超聲振蕩分散5-10h，即得;其中納米氮化硅、無水乙醇、十二烷基三甲基溴化銨三者的重量比為1:5:0.1。
[0007]所述的造孔劑為氯化鈉、碳酸鈉、球形尿素中的一種。
[0008]所述的一種汽車電子封裝用納米氧化鋁增強鋁鎂合金材料的制備方法包括以下步驟:
(I)先將鋁、鎂、鋅、銅、釔、鎳包二硫化鉬粉、造孔劑、無水乙醇混合，以200-300轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速混粉5-10min，所得混合物料經(jīng)壓實致密化處理獲得生坯，隨后將生坯放入模具中在真空條件下熱壓燒結(jié)成型，燒結(jié)工藝為:體系以15-20 °C/min的升溫速度升溫至500-600 °C，在溫度達到500°C時加壓，壓力為20-30MPa，保溫?zé)Y(jié)30-40min，隨后自然冷卻至室溫后卸壓，所得產(chǎn)品放入水中溶出造孔劑后干燥，得泡沫鋁鎂合金預(yù)制件備用；
(2)將步驟(I)所得的泡沫鋁鎂合金預(yù)制件放入模具中，隨后加入納米氮化硅溶膠，在_
0.01—0.05MPa下滲積40-50min，處理結(jié)束后恢復(fù)常壓，取出預(yù)制件，在80-100°C烘箱中干燥處理2-3h，隨后將預(yù)制件再次放入模具中，在700-750°C、20-30MPa壓力下再次燒結(jié)20-30min，最后降溫卸壓，冷卻至室溫后即得所述的封裝合金材料。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點是:
(I)本發(fā)明的封裝材料以鋁鎂合金作為基材，并在其中摻混鋅、銅、釔、鎳包二硫化鉬粉等原料，獲得了具有優(yōu)異綜合力學(xué)性能的合金材料，這種合金材料具有輕質(zhì)、高強、低摩、可塑性強等優(yōu)點，在汽車部件領(lǐng)域具有突出的應(yīng)用優(yōu)勢。
[0010](2)本發(fā)明在工藝上先將合金粉末加工成泡沫鋁鎂合金預(yù)制件，并將納米氮化硅以溶膠的形式真空滲積到合金件中，再經(jīng)過二次燒結(jié)后制得成品，這種工藝流程改善了納米氮化硅容易團聚的現(xiàn)象，提高其在合金中的分散性，增強效果顯著，提高了合金的抗熱沖擊性能，同時這種處理方法還改變了合金內(nèi)部構(gòu)造，提高了合金材料的阻尼效果，封裝后的電子器件性能穩(wěn)定持久，封裝效果優(yōu)異，極具應(yīng)用價值。
【具體實施方式】
[0011]—種汽車電子封裝用納米氮化硅增強鋁鎂合金材料，該合金材料由以下重量份的原料制成:鎂6%、鋅4%、銅2%、釔1%、鎳包二硫化鉬粉1%、納米氮化硅溶膠40%、造孔劑1%、無水乙醇0.5、余量為鋁。
[0012]其中納米氮化硅溶膠由以下方法配制而成:將十二烷基三甲基溴化銨投入無水乙醇中，攪拌至其完全溶解后投入納米氮化硅，超聲振蕩分散5h，即得;其中納米氮化硅、無水乙醇、十二烷基三甲基溴化銨三者的重量比為1:5:0.1。
[0013]造孔劑為球形尿素中的一種。
[0014]該合金材料的制備方法包括以下步驟:
(1)先將鋁、鎂、鋅、銅、釔、鎳包二硫化鉬粉、造孔劑、無水乙醇混合，以200轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速混粉5min，所得混合物料經(jīng)壓實致密化處理獲得生坯，隨后將生坯放入模具中在真空條件下熱壓燒結(jié)成型，燒結(jié)工藝為:體系以15°C/min的升溫速度升溫至500°C，在溫度達到500°C時加壓，壓力為20MPa，保溫?zé)Y(jié)40min，隨后自然冷卻至室溫后卸壓，所得產(chǎn)品放入水中溶出造孔劑后干燥，得泡沫鋁鎂合金預(yù)制件備用；
(2)將步驟(I)所得的泡沫鋁鎂合金預(yù)制件放入模具中，隨后加入納米氮化硅溶膠，在_
0.0110^下滲積4011^11，處理結(jié)束后恢復(fù)常壓，取出預(yù)制件，在80 °C烘箱中干燥處理3h，隨后將預(yù)制件再次放入模具中，在700°C、20MPa壓力下再次燒結(jié)30min，最后降溫卸壓，冷卻至室溫后即得所述的封裝合金材料。
[0015]取所制得的材料制備標(biāo)準(zhǔn)試樣，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行性能測試，測試結(jié)果為:
密度:2.68g/cm3;抗彎強度:45MPa;導(dǎo)熱率:185W/m.k;熱膨脹系數(shù):2.5 X 10—6m/k;是否可焊接:是。
【主權(quán)項】
1.一種汽車電子封裝用納米氮化硅增強鋁鎂合金材料，其特征在于，該合金材料由以下重量份的原料制成:鎂6-8%、鋅4-5%、銅2-3%、釔1-2%、鎳包二硫化鉬粉1-2%、納米氮化硅溶膠40-50%、造孔劑1-2%、無水乙醇0.5-1,余量為鋁。2.如權(quán)利要求1所述的一種汽車電子封裝用納米氧化鋁增強鋁鎂合金材料，其特征在于，所述的納米氮化硅溶膠由以下方法配制而成:將十二烷基三甲基溴化銨投入無水乙醇中，攪拌至其完全溶解后投入納米氮化硅，超聲振蕩分散5-10h，即得;其中納米氮化硅、無水乙醇、十二烷基三甲基溴化銨三者的重量比為1:5:0.1。3.如權(quán)利要求1所述的一種汽車電子封裝用納米氧化鋁增強鋁鎂合金材料，其特征在于，所述的造孔劑為氯化鈉、碳酸鈉、球形尿素中的一種。4.如權(quán)利要求1所述的一種汽車電子封裝用納米氧化鋁增強鋁鎂合金材料的制備方法，其特征在于，所述的制備方法包括以下步驟: (1)先將鋁、鎂、鋅、銅、釔、鎳包二硫化鉬粉、造孔劑、無水乙醇混合，以200-300轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速混粉5-10min，所得混合物料經(jīng)壓實致密化處理獲得生坯，隨后將生坯放入模具中在真空條件下熱壓燒結(jié)成型，燒結(jié)工藝為:體系以15-20 °C/min的升溫速度升溫至500-600 °C，在溫度達到500°C時加壓，壓力為20-30MPa，保溫?zé)Y(jié)30-40min，隨后自然冷卻至室溫后卸壓，所得產(chǎn)品放入水中溶出造孔劑后干燥，得泡沫鋁鎂合金預(yù)制件備用； (2)將步驟(I)所得的泡沫鋁鎂合金預(yù)制件放入模具中，隨后加入納米氮化硅溶膠，在_0.01—0.05MPa下滲積40-50min，處理結(jié)束后恢復(fù)常壓，取出預(yù)制件，在80-100°C烘箱中干燥處理2-3h，隨后將預(yù)制件再次放入模具中，在700-750°C、20-30MPa壓力下再次燒結(jié)20-30min，最后降溫卸壓，冷卻至室溫后即得所述的封裝合金材料。
【文檔編號】C22C21/00GK106048323SQ201610550310
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月13日
【發(fā)明人】王進
【申請人】安徽祈艾特電子科技股份有限公司