新型硅基鋁金屬高性能電子封裝復(fù)合材料研究

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1、新型硅基鋁金屬高性能電子封裝復(fù)合材料研究新型硅基鋁金屬高性能電子封裝復(fù)合材料研究/林　鋒等·107·新型硅基鋁金屬高性能電子封裝復(fù)合材料研究3林　鋒1,馮　曦2,李世晨2,任先京1,賈賢賞1(1　北京礦冶研究總院金屬材料研究所,北京100044;2　中南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,長沙410083)　　摘要　　微電子集成技術(shù)的快速發(fā)展對(duì)封裝材料提出了更高的要求。在傳統(tǒng)封裝材料已不能滿足現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展需要的情況下,新型硅基鋁金屬復(fù)合材料脫穎而出,以其優(yōu)異的綜合性能成為備受關(guān)注的焦點(diǎn)。高體積分?jǐn)?shù)硅基體帶來的低熱膨脹系數(shù)能很好地與芯片相匹配,連通分布的金屬(鋁)確保了復(fù)合材料的高導(dǎo)熱、散熱性,兩者的低

2、密度又保證了復(fù)合材料的輕質(zhì),尤其適用于高新技術(shù)領(lǐng)域。重點(diǎn)探討了硅基鋁金屬鋁復(fù)合材料的主要制備技術(shù)及其組織性能機(jī)理,并對(duì)其未來發(fā)展作出展望。關(guān)鍵詞　　電子封裝　硅　鋁金屬　硅基復(fù)合材料中圖分類號(hào):TB331;TG146　　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AResearchonHighPerformanceNovelElectronicPackagingMaterialsofSilicon2basedAluminumLINFeng1,FENGXi2,LIShichen2,RENXianjing1,JIAXianshang1ICtechnology.Unlikethetraditionalelectronicma

3、terials,silicon2basedlightmetalcompositematerialshavelowCET,highTCandlowdensityatthesametime,andbecomethepotentialelectronicpackagingmaterials,especiallyinavia2tionandastronavigationareas.(1　BeijingGeneralResearchInstituteofMiningandMetallurgy,Beijing100044;2　InstituteofMaterialScienceandEngineeri

4、ng,CentralSouthUniversity,Changsha410083)Abstract　　ElectronicpackagingmaterialshavebeenrequestedtomeettheneedsoftherapiddevelopmentofInthispaper,themainmanufacturetechnologies,therelationsofitsstructureandpropertiesandtheinnermechanicsofsilicon2basedlightmetalmaterialsareviewed.Thefutureofthemater

5、ialsisalsoforecasted.Keywords　　electronicpackaging,silicon,aluminummetal,siliconmatrixcomposite　求[5～7]。新型硅基鋁金屬高性能電子封裝復(fù)合材料顯示了無可0　引言比擬的優(yōu)異性能:高體積分?jǐn)?shù)硅基體帶來的低熱膨脹系數(shù)很好在微電子集成電路以及大功率整流器件中,密集的無數(shù)微地解決了與芯片相匹配的問題,連通分布的鋁金屬保障了高的小尺寸的元件產(chǎn)生大量熱量,因芯片與封裝材料之間熱膨脹系導(dǎo)熱散熱,兩者的低密度同時(shí)保證了復(fù)合材料的輕質(zhì)性能[8]。數(shù)的不匹配而引起的熱應(yīng)力疲勞以及散熱性能不佳而導(dǎo)致的芯片過熱已成為

6、微電子電路和器件的主要失效形式。電子元件的1　硅基鋁金屬電子封裝材料的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀封裝成為了制約系統(tǒng)性能的瓶頸問題。30%的芯片計(jì)算能力受近年來,世界各國都開始致力于新型電子封裝復(fù)合材料的到封裝材料的限制,其影響已和芯片同等重要[1,2]。電子封裝研究與開發(fā),期望新的材料能夠滿足現(xiàn)代理想封裝的多種要求。材料作為一種底座電子元件,用于承載電子元器件及其相互聯(lián)硅基鋁金屬復(fù)合材料成為一種有廣闊應(yīng)用前景的電子封裝材線,因此封裝材料必須和置于其上的元器件在電學(xué)性質(zhì)、物理性料,特別是在航空航天、空間技術(shù)和便攜式電子器件等高技術(shù)領(lǐng)質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)方面保持良好的匹配[3,4]:良好的導(dǎo)熱性能;較低域。歐盟成

7、立了由BRITE/EURAM研究方案(BE25095293)領(lǐng)的熱膨脹系數(shù),即與Si和GaAs相匹配;高頻特性良好,即低的導(dǎo)的協(xié)作項(xiàng)目,致力于研制這種輕質(zhì)、低膨脹的硅基鋁金屬復(fù)合介電常數(shù)和低的介質(zhì)損耗;強(qiáng)度和剛度高,即對(duì)芯片起到支撐和材料[7,9]。日本住友電器公司用傳統(tǒng)的粉末冶金方法生產(chǎn)的Si2保護(hù)的作用;良好的加工成型和焊接性能;密度小,以減輕器件60wt%Al材料CMSHA240已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商品化,但其綜合性能指-的重