[发明专利]一种铝硅碳合金电子封装材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种铝硅碳合金电子封装材料的制备方法，本发明通过石墨烯材料与铝硅的很好的结合，从而调节所述复合材料的总体密度以及强度，具有良好的抗拉强度和冲击韧性；此外通过控制形核的办法来降低合金熔液温度并制备半固态浆料，使合金熔液通过形核通道时被强力搅拌，可以有效抑制初生硅长大，组织均匀、致密度高、膨胀系数低以及导热率高等特点，综合性能优异，完全适用于电子封装。

主权项

一种铝硅碳合金电子封装材料的制备方法，该方法包括如下步骤：（1）制备碳颗粒铝合金基材将250g天然石墨和由4.5L浓硫酸和0.5L浓磷酸组成的5L混酸混合于反应釜内并用电控磁力搅拌器搅拌均匀，在低于20℃的情况下缓慢加入500g高锰酸钾；之后，密封反应釜并升温至85‑90℃反应2‑3小时，将产物从反应釜下端取出，稀释成40L溶液，加入0.6L双氧水得亮黄色氧化石墨溶液；然后，用酸和水交替离心洗涤，至溶液pH=5‑6，去除杂质离子；最后，超声分散氧化石墨，配置出一定浓度的氧化石墨烯溶液；将2L的0.5mg/mL 氧化石墨烯溶液转移至反应釜内，在磁力搅拌下加入12‑36g铁粉和0.8‑1.8L的浓盐酸，75‑90℃反应4‑5小时；然后静置，用盐酸抽滤洗涤除去残留的铁粉，再水洗抽滤除酸；最后冷冻干燥，研磨过筛得石墨烯颗粒；将A357铝合金为基体材料，在半固态下进行搅拌，所述的基体材料为颗粒大小为14.2μm，半固态下搅拌时间为6个小时；在搅拌半固态浆体完成后，加入石墨烯颗粒，加热的同时继续搅拌，得到液态铝合金材料；将液态铝合金材料降温至液‑固两相区，放置于惰性气体中；在惰性气体环境中液态搅拌液态复合材料，并逐步将温度降低至常温，可得到高质量的碳颗粒铝合金基材；（2）将材料按比例配料，其中配料比例为硅的质量百分比为21％‑35％，余量为上述碳颗粒铝合金基材；将上述配料过热到液相线温度以上90‑120℃精炼；将精炼后的合金熔液倒入预热后的定量炉并盖好炉盖；将定量炉盖顶部的阀门打开，同时打开氩气瓶的阀门，直至炉内的空气完全排尽为止，最后关闭炉盖顶部的阀门和氩气瓶的阀门；将炉内合金熔液过热到液相线温度以上250‑300℃；将炉内合金熔液在液相线温度以上250‑300℃情况下保温0.5‑1小时；用定量泵通过升液管将过热的高温合金熔液输送至控制形核器，控制形核器将高温合金熔液快速冷却至半固态温度区并完成半固态浆料制备；将得到的半固态浆料直接流变压铸，并做致密化加工，得到产品。