增强体表面改性在高导热金属基复合材料中的应用

蔡志勇1,2,3,文璟1,王日初1,2,3,彭超群1,2 (1.中南大学材料科学与工程学院;2.湖南省电子封装与先进功能材料重点实验室;3.中南大学轻质高强结构材料重点实验室)
摘要:随着电子技术的高速发展和电子器件的更新换代,电子封装材料的性能需求越来越高。金属基复合材料,尤其是铝基和铜基复合材料具有高导热、低膨胀、高稳定性等特点,是具有广阔应用前景的电子封装材料。然而,金刚石、石墨烯、硅等增强体与基体的润湿性差,或者在高温下与基体发生有害的界面反应,限制了此类高导热金属基复合材料的开发和应用。本文简述了金属基复合材料的界面研究进展,结合影响金属基复合材料界面结合的因素,提出了几种改善界面结合的方法。增强体表面改性是改善金属基复合材料界面的重要途径之一,常用工艺有磁控溅射法、化学气相沉积法、溶胶凝胶法、化学镀法等;最后,对增强体表面改性在高热导金属基复合材料中的应用进行分析和展望。
关键词:电子封装材料;金属基复合材料;铝基复合材料;铜基复合材料;增强体;界面反应;表面改性

目录介绍

1 金属基复合材料在电子封装中的应用

1.1 铝基复合材料

1.1.1 纤维增强铝基复合材料

1.1.2 颗粒增强铝基复合材料

1.2 铜基复合材料

1.2.1 纤维增强铜基复合材料

1.2.2 颗粒增强铜基复合材料

2 金属基复合材料的界面性质与制备方法

2.1 界面润湿性

2.2 界面反应

2.2.1 非反应性润湿

2.2.2 反应性润湿

2.3 界面缺陷

2.4 金属基复合材料的制备方法

2.4.1 液态制造法

2.4.2 固态制造法

2.4.3 表面复合技术

2.5 界面对金属基复合材料性能的影响

2.5.1 力学性能

2.5.2 热膨胀性能

3 界面的影响因素及改善措施

3.1 表面自由能

3.2 表面异质性

3.3 粗糙度

3.4 环境因素

3.5 改善界面结合的措施

4 增强体表面改性工艺

4.1 磁控溅射法

4.2 化学气相沉积法

4.3 溶胶-凝胶法

4.4 化学镀法

4.5 其他方法

5 结论和展望


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