Mo-15Cu薄板坯液相烧结致密化行为.pdfVIP

刘晓明等：Mo—15Cu薄板坯液相烧结的致密化行为 Mo．15Cu薄板坯液相烧结的致密化行为球 刘晓明，贺朝君，汪维金，杨 宁，朱玉斌 (上海大学电子信息材料系，上海200072) 摘要：对Mo．15Cu封装材料的液相烧结致密化行为 2试样制备及实验方法 进行了初步的探讨与研究．通过对不同烧结制度下合金 的密度测量、显微组织观察、化学成分分析，获得了液 本实验采用粒度为300目、纯度为99．9％的工业级 相烧结Mo．15cu材料的最佳烧结制度．研究表明，采 还原钼粉和电解铜粉为原料，两种粉末的微观形貌如图 用液相烧结法制备Mo．15cu合金薄板时，最佳烧结温 度为1350～1400℃，最佳保温时间为3h，此时的合金 解铜粉呈树枝状结构。 致密化程度最好，最高相对密度可达到98．37％．对 Mo．15Cu材料液相烧结的致密化过程研究表明，固相烧 结∥卜段对于Mo．15Cu材料的高度致密化(相对密度 95％)起重要作用． 关键词： Mo．15Cu；致密化；相对密度 中图分类号： TFl21 文献标识码：A 文章编号： 1001．973l(2007)增刊．0501．04 图l实验用粉末的微观形貌 l obser、，ationofelement FigMo印holo百cal powders 1 引 言 采用常规的配粉一制粒一压坯一烧结等粉末冶金 随着电子器件的小型化和高功率化，芯片服役时产 生的热量急剧增高，采用散热性能良好的封装材料及时 的重量百分比进行称重配比，并在混粉机中混合均匀。 散热，使电路正常工作成为保证器件运行的一个重要前 然后将混合好的粉末添加适量的黏结剂后制成流动性 提【1l。钼铜材料作为良好的电子封装材料，越来越多地 受到人们的关注，主要是由于该材料结合了铜的良好散 坯试样。试样的烧结是在氢气炉中完成的，在1250、 热性和钼的低膨胀系数，并且其膨胀系数可以通过改变 材料中钼、铜的相对含量而进行人为调整【2】。 2和3h等不同时间的高温烧结。 根据俄国材料学家斯科罗霍德的研究，Mo．Cu合金 通过精确测量压制生坯烧结前后的长度和宽度，计 中l％的孔隙率，将导致合金的热导率与致密Mo．Cu合算试样在不同烧结条件下长宽方向的线收缩率：采用阿 金相比降低11．35％【3】。因此要得到高热导率和高电导率基米德排水法测量试样的密度；借助VHX数码金相显 的Mo．Cu合金，必须尽可能地降低材料的孔隙率，提高微镜观察其显微组织：烧结后试样的化学成分采用化学 材料的致密度。然而铝与铜之间是互不相溶的，钼铜的 分析法测定。 致密化烧结比较困难，烧结密度难以显著提高【4t5】。目 3实验结果与分析 前，国内外采用活化烧结、机械合金化、氧化物粉末共 还原烧结等技术提高材料的致密度，改善材料的组织结 3．I烧结温度对线收缩率和致密度的影响 构和性能。但是，活化剂、球磨介质等杂质的引入，对 在前述不同烧结温度下进行2h烧结后，试样在长 材料的导热导电性能具有较大的负面影响，会极大地影 度和宽度方向上的线收缩率及其相对密度随烧结温度 响Mo．Cu材料在电子封装领域的应用睁引。而通过制备 的变化如图2所示。 优质薄板生坯、优化烧结工艺及进行后续变形加工，亦 从图2中可以看出Mo．Cu材料的线收缩率和相对 有可能获得高致密的钼铜板材，其中优化烧结工艺最为 关