3. SiCp/Al复合材料的制备方法
金属基复合材料由于具有优良的特性而受到普遍关注，是二十一世纪发展潜力最大的高性能结构材料之一。但因金属熔点较高、对增强基体表面润湿性差等原因，造成金属基复合材料的复合工艺和技术相对复杂和困难 [4] 。
颗粒增强金属基复合材料的制备方法主要有粉末冶金法、固体分散法、喷射沉积法、液态浸渗法及原位复合法。在电子封装中为了与芯片材料的热膨胀系数的匹配 ,往往需要所使用的SiCp/Al 复合材料SiCp的体积分数达 60%～75% [5] 。在颗粒增强金属基复合材料的制备方法中，粉末冶金法、固体分散法和喷射沉积法生产的SiCp/Al复合材料的SiC最大体积百分含量少于55％ [6] ，不能满足于封装的需要。因此，本文仅介绍以下几种针对电子封装用SiCp /Al 复合材料的制备方法。
国际上制备封装用的高SiC掺入量的SiC颗粒增强铝基复合材料的普遍方法是液态浸渗法。液态浸渗法是在毛细管力或外界压力的作用下，铝合金液向SiC颗粒的多孔预制件中渗入。该方法通常由SiC颗粒 预制件的制备和铝合金液的浇铸渗透两步组成。
3.1 SiC预制件的制造
预制件是由堆积的SiC颗粒构成的多孔隙结构，其形状与最终复合物尺寸基本一致，因此可实现产品的近净成形或净成形，达到简化工艺的目的，这也是液态浸渗法的优点之一。论文检测。制造预制件的关键在于控制尺寸精度，同时要求使预制件保持一定的韧性和强度，从而保证浇铸后复合物的质量。SiC预制件的制造工艺类似于通常的陶瓷加工工艺，首先选择合适的SiC粉和粘结剂，按比例混合。混料后进入成形工序，适用的成形方法有干压、热等静压、流延和注模法，具体采用何种工艺，应综合考虑而定。接下来通过加热排去粘结剂，根据粘结剂种类的不同，采用的工艺方法也不一样。 [5]
预制件的制备是浸渗法制备颗粒增强金属基复合材料的关键步骤，决定材料是否符合要求。但这一关键步骤却没有引起足够的重视。目前在预制件制备中存在的主要问题是粘结剂的使用 [7] 。对粘结剂的种类、加入量、烘干方式及烧结制度等还需要进行系统的研究。
3.2 浇铸渗透工艺
浇铸渗透工艺是SiCp/Al复合材料制造过程中最关键的工艺。根据工艺过程中是否施加压力，可分为压力渗透法和无压渗透法。根据生产过程中压力施加的大小，方式的不同，又可将压力渗透法分为挤压铸造法、气体压力渗透铸造法、离心铸造法等 [6] 。
3.2.1 挤压铸造法
这种方法是在液态合金上施加一个额外压力，使液态合金渗透到颗粒预制件中，并促进与液态合金的润湿、结合。具体工艺：SiC预制件放入石墨铸模中，预热到一定温度，将熔化的铝合金液倒入铸模中，对铝合金液施加压力，使其充分渗入到预制件中，然后去压、冷却。Boq- Kong Hwu等人 [8] 通过采用挤压铸造法制备出SiC颗粒体积含量高达50％的铝碳化硅复合材料。马晓春、丁占来等人 [9 ～ 10] 研究了SiC颗粒增强铝基复合材料的挤压铸造的成型工艺。张强等人 [11] 通过选择不同粒径分布的SiC颗粒,通过挤压铸造制备出3种高SiC颗粒体积含量的铝碳化硅复合材料。黄永攀 [12] 等人探讨了铝基复合材料在铸造压力、碳化硅含量、金属模温和铸件尺寸厚度等工艺参数下的铸造流动性。
挤压铸造法不仅具有工艺简单、产量高，能制造尺寸精确、形状复杂的复合材料零件的特点，而且由于其采用高压浸渗，克服了增强体与基体不浸润所造成的复合困难，保证基体和增强体之间有良好的连接，排出了颗粒的空气，消除了气孔等铸造缺陷。但是，由于挤压铸造法需要高压设备及密封良好的耐高压的模具，所以生产费用较高 [13] 。
3.2.2 气压渗透法
与挤压铸造法类似，气压浸渗铸造法是在外加气体压力的作用下，将金属液浸入增强颗粒预制件的孔隙中。这种方法的具体操作：将SiC预制件放入可密封的模腔中，抽真空并加热到一定温度，浇铸铝合金液，通入惰性气体，在气体压力的作用下使金属熔体浸渗预制件，最后迅速冷却并脱模。俞剑等人 [14] 采用真空压力浸渗法制备的SiCp/Al复合材料，颗粒含量高，热膨胀系数低且可调，符合电子封装的要求。尽管气体压力渗透法制得的SiCp/Al复合材料性能较好，但却存在生产过程缓慢，设备复杂的缺点 [15] 。
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