高硅铝材料介绍-2018.04(简)
芯片纯铝和硅铝__解释说明以及概述
芯片纯铝和硅铝解释说明以及概述1. 引言1.1 概述本文将介绍芯片纯铝和硅铝的定义、特点、制备工艺、应用领域以及优势，并对它们进行比较与对比分析。
芯片纯铝是一种使用纯铝材料制作的电子元器件，而硅铝芯片则是利用硅和铝的合金进行制造的。
虽然两者都有广泛的应用领域和各自的优势，但在物理性质、制备工艺以及性能和价格方面存在一定差异。
通过深入了解这两种芯片材料，我们可以更好地理解它们在电子领域中的作用。
1.2 文章结构本文共包括以下部分：引言、芯片纯铝、硅铝芯片、比较与对比分析以及结论。
首先，在引言部分，将给出文章概述以及本文结构说明。
随后，我们将详细介绍芯片纯铝包括定义与特点、制备工艺、应用领域和优势等方面的内容。
接着，我们将转向硅铝芯片部分，同样探讨其定义与特点、制备工艺以及应用领域和优势。
之后，我们会进行比较与对比分析，包括物理性质对比、工艺难度对比以及性能和价格对比等方面。
最后，通过总结分析的结果，给出本文的结论。
1.3 目的本文的目的是为读者提供有关芯片纯铝和硅铝芯片的相关知识。
我们将详细描述它们的定义、特点、制备工艺、应用领域和优势，并进行全面的比较与对比分析。
通过阅读本文，读者将了解到这两种芯片材料在电子领域中的重要性以及它们之间的差异与联系。
希望本文能够为读者提供一定程度上的指导和参考，增加对芯片纯铝和硅铝芯片的理解。
2. 芯片纯铝:2.1 定义与特点:芯片纯铝是一种由纯铝材料制成的芯片。
它具有以下特点：- 纯度高：芯片纯铝采用纯铝材料制造，不含杂质和其他合金元素。
- 导电性好：纯铝具有良好的导电性能，可以有效传递电流和信号。
- 轻巧耐用：芯片纯铝重量轻，但具有较高的强度和耐腐蚀性。
2.2 制备工艺:芯片纯铝的制备主要包括以下步骤：- 原料准备：选取高纯度的铝块或粉末作为原材料。
- 熔炼：将原料加热至熔点，并通过冷却后形成块状或其他需要形态的结构。
- 加工与制造：使用化学、物理或机械方法对芯片进行加工和制造，以达到所需尺寸和形态。
高铝砖的简介
高铝砖的简介一、简介高铝砖：用铝硅系原料生产的耐火材料中，以Al2O3为主要成分划分的砖有高铝砖、莫来石砖及刚玉砖。
耐火砖：具有一定形状和尺寸的耐火材料。
按制备工艺方法来划分可分为烧成砖、不烧砖、电熔砖、耐火隔热砖；按形状和尺寸可分为标准型砖、普通砖、特异型砖等。
例如：耐火粘土砖、高铝砖、硅砖、镁砖等。
二、原料矿在自然界中主要有铝土矿和硅线石族矿物。
硅线石族矿物：存在于受过变质过程的泥质岩中，或原矿床经风化后的冲积层中。
在变质期间经历了温度与压力的演变作用，泥质岩内部基质结晶，形成硅线石、红柱石及蓝晶石矿。
它们有着相同的化学成分，其理论组成为Al2O362．93％，SiO237．07％，是天然的无水硅酸铝原料，但它们有不同的矿物特性。
大部分无水硅酸铝原料，需要经过选矿，提高纯度才能使用。
铝土矿：化学组成及物理性能变化的范围很大，是由于它在成矿初期，含铁物质与氢氧化铝呈胶体状的混合物的缘故。
矿床分布较广，有些矿床对耐火材料是无价值的，主要作炼铝的原料。
原料中含铁量高的，俗称铁矾土。
作为耐火材料使用的是呈白色或灰白色，较纯的矿，耐火度在1800～2000℃。
原料的化学组成变化较大。
铝土矿的特性与氧化铝相似，与碱金属氧化物作用，生成铝酸盐，起酸根的作用；与酸作用，生成铝盐。
铝矾土是非塑性的含水氧化铝矿物，含有一水铝石和三水铝石。
一水铝石的分子式为Al2O3•H2O，属斜方晶系白色鳞片状，硬度7，密度3．5g ／cm3。
中国铝矾土主要矿物是一水硬铝石和高岭石的混合物。
其他次要矿物有勃姆石、迪开石、三水铝石、金红石及含铁矿物等，普遍Al2O3含量高、Fe2O3含量低，灼减14％左右。
矿石很硬，不易破碎。
三水铝石的分子式为Al2O3•3H2O，它比一水硬铝石的结晶更明显。
通常形成块状结核，断面光滑，密度2．4g／cm3。
有类似球粘土的加热收缩量。
纯的三水铝石熔点2035℃，也是一种很好的耐火原料。
铝矾土开采时必须分级，且不能混入其他矿石。
高硅铝合金精炼工艺的研发
建筑设计252产 城高硅铝合金精炼工艺的研发张国洲摘要：高硅铝合金是由硅和铝组成的一种合金，主要被运用于航空航天以及一些便携类的电子器件，高硅铝合金相对于其他材料的特点是其有较低的热膨胀系数，属于高性能的一类合金材料。
通过对高硅铝合金精炼工艺的整体研发，可以形成一个较为成熟的工业生产链，在此生产链下生产出来的工业产品质量强度高，伸缩率等各方面因素都比较高，抗腐蚀能力也较其他材料更优秀，本文主要研究的就是高硅铝合金精炼工艺的整体研发，探究如何能够生产出更优秀的合金材料。
关键词：高硅铝合金；精炼工艺；研发；方法1 高硅铝合金精炼工艺研发的目的及意义随着我国的快速发展，在工业方面也取得了很大的进步，尤其是在航天航空以及一些列高科技产品的生产制造中，这个发展趋势为我国的高硅铝合金的发展研发也做出了铺垫，其中高硅铝合金主要被运用于汽车的一些零件，压铸流程中，以及航空航天中。
汽车的节能安全等生产要求需要一些耐磨的零件，而硅铝又具有耐磨耐腐蚀的特点，因此高硅铝合金的精炼工艺的整体研发显得越来越重要，我们只有研发出最精炼的生产流程，提高产品的质量，才能满足工业的生产需求，满足公司的生产销售，为汽车等行业的未来发展奠定基础，也为探索出更耐磨耐腐蚀的合金材料打下基础，这也正是高硅铝合金精炼工艺研发的目的和意义，本文将从不同的方面展开详细的分析探讨。
2 生产工艺高硅铝合金的精炼主要是对已经熔化的铝液进行精炼，排出其中的气渣，来得到更加纯净的铝液，对高硅铝合金精炼工艺的研发首先要提高其操作技术水平，其次能够为其精炼过程提供较为先进的操作工具，以此来保证生产流程中一些不必要的失误能够有效避免。
2.1 熔炼铸造法熔炼材料铸造合金法由于设备简单、成本低及可直接实现材料大批量化的工业化生产，是铸造合金材料最广泛的一种制备应用方法。
利用这些常规工艺铸造的高质量硅密度铝合金，硅的晶粒分布极不均匀，加工时可能会产生细微裂纹，材料内部存在严重的化学成分结构偏析，晶粒粗大，力学性能差等技术局限性，难以及时进行塑料机械加工等其他后续工艺处理。
高硅铝合金和硅铝合金
高硅铝合金和硅铝合金
高硅铝合金和硅铝合金都是由硅和铝组成的二元合金，具有热稳定性好、高温强度高、耐磨性佳、抗氧化性好等优势。
按照结构及硅含量不同，硅铝合金可分为过共晶硅铝合金、亚共晶硅铝合金、高硅铝合金以及共晶硅铝合金四种。
高硅铝合金的硅含量较高，而硅铝合金的硅含量较低。
原材料供应是硅铝合金产业链的上游，工业硅是其核心原材料。
高硅铝合金和硅铝合金在汽车制造、电子封装、工程机械、航空航天、金属冶炼等领域应用广泛。
高硅铝合金和硅铝合金的牌号有ADC12、A356 、A360、 A380 、A383、ZL109、YL112等。
硅铝合金用途
硅铝合金用途硅铝合金，是一种重要的合金材料，在工业生产中有着广泛的用途。
它由硅和铝两种金属元素组成，通常硅含量在70%以上，铝含量在20%左右。
硅铝合金具有很高的硬度和耐腐蚀性能，同时还具有很好的导热性能和机械性能。
因此，硅铝合金在多个领域都有着重要的应用价值。
硅铝合金在冶金行业中被广泛应用。
它可以用作钢铁和铸铁的脱氧剂和合金化剂，能够有效改善金属的性能，提高金属的塑性和强度，延长金属的使用寿命。
同时，硅铝合金还可以用于制造耐高温合金和高强度合金钢，广泛应用于航空航天、汽车、机械制造等领域。
硅铝合金在电子行业中也有着重要的用途。
由于硅铝合金具有优良的导电性和导热性，因此可以用于制造电器元件、电子器件和散热器等产品。
在电子产品的制造过程中，硅铝合金可以有效降低产品的工作温度，提高产品的性能稳定性，延长产品的使用寿命。
硅铝合金还可以用于化工行业中。
由于硅铝合金具有很好的耐腐蚀性能，因此可以用于制造化工设备、管道和容器等产品。
在化工生产过程中，硅铝合金可以很好地抵抗酸碱腐蚀，保证设备的安全稳定运行，保障生产过程的顺利进行。
除此之外，硅铝合金还在建筑、船舶、冶金、能源等领域有着广泛的应用。
在建筑领域，硅铝合金可以用于制造建筑材料、装饰材料和结构件等产品；在船舶领域，硅铝合金可以用于制造船体、船舱和船舶设备等产品；在冶金领域，硅铝合金可以用于制造冶金设备、炼钢设备和矿山设备等产品；在能源领域，硅铝合金可以用于制造发电设备、输电设备和储能设备等产品。
总的来说，硅铝合金作为一种重要的合金材料，在工业生产中有着广泛的用途。
它具有很高的硬度和耐腐蚀性能，同时还具有很好的导热性能和机械性能。
因此，在冶金、电子、化工、建筑、船舶、冶金、能源等多个领域都有着重要的应用价值。
随着科技的不断发展和进步，相信硅铝合金在未来会有更广阔的发展空间，为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
固体催化材料之硅铝材料：氧化铝,氧化硅,硅铝酸
19
走进生活 认识 Al2O3
耐磨的轴承 耐高温的陶瓷
走进自然 认识 Al2O3
红刚玉
白刚玉 棕刚玉
红宝石和蓝宝石的成分是氧化铝(AI2O3) 宝石装饰品
华丽的蓝宝石
刚玉(原子晶体氧化铝)
刚玉(CorundumКорунд)，名称源于印度，系矿物学名称，主要成分是Al2O3。 刚玉Al2O3的同质异像主要有三种变体，分别为α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3。刚 玉硬度仅次于金刚石。主要用于高级研磨材料，手表和精密机械的轴承材料， 色彩绚丽的晶体作为宝石。作为激光发射材料的红宝石系人造晶体。红宝石和 蓝宝石都属于刚玉矿物。
➢Large area of carbon surface, catalyst particles can be dispersed without any aggregation ➢Graphene, with its two-dimensional nanostructure, provides the largest surface area to anchor catalyst particles. ➢Graphene communicating platform has the ability to store and transfer electrons to different locations on the platform due to its redox properties. having two different catalyst particles in different locations on the same sheet can provide greater versatility for carrying out catalytic processes.
高白硅酸铝
高白硅酸铝高白硅酸铝是一种重要的无机化合物，具有广泛的应用领域。
本文将从高白硅酸铝的性质、制备方法和应用等方面进行介绍。
一、高白硅酸铝的性质高白硅酸铝是一种白色的粉末状物质，化学式为Al2Si2O5(OH)4。
它具有较高的比表面积和吸附性能，能够与水中的杂质发生化学反应，从而起到净化水质的作用。
此外，高白硅酸铝还具有良好的耐热性和耐酸碱性，在高温和酸碱环境下仍能保持稳定。
高白硅酸铝的主要原料是氢氧化铝和硅酸钠。
首先将氢氧化铝溶解在水中，然后加入硅酸钠溶液，经过反应生成高白硅酸铝沉淀。
最后，将沉淀经过过滤、洗涤和干燥等处理工艺，得到高白硅酸铝产品。
三、高白硅酸铝的应用1. 水处理领域：高白硅酸铝可以作为净水剂，用于处理工业废水和生活污水。
其具有强大的吸附能力，能够去除水中的悬浮物、重金属离子和有机物等有害物质，提高水质。
2. 建材领域：高白硅酸铝可以作为填充剂，用于制造各种建筑材料。
添加高白硅酸铝可以提高材料的强度和稳定性，延长使用寿命。
3. 化妆品领域：高白硅酸铝可以作为化妆品的主要成分之一，用于调节产品的质地和光泽。
其细小的颗粒可以填充细纹，使肌肤更加光滑。
4. 医药领域：高白硅酸铝可以作为药物的辅助剂，用于调整药物的释放速度和稳定性。
同时，高白硅酸铝还具有一定的抗菌作用，可以用于治疗一些皮肤疾病。
5. 涂料领域：高白硅酸铝可以作为涂料的填料，用于提高涂料的遮盖力和附着力。
其白色颜料可以增加涂层的光亮度和反射能力。
总结：高白硅酸铝作为一种重要的无机化合物，具有多种应用领域。
它的制备方法简单，可以通过氢氧化铝和硅酸钠反应得到。
在水处理、建材、化妆品、医药和涂料等领域都有广泛的应用。
高白硅酸铝的特点是具有高比表面积和吸附性能，以及良好的耐热性和耐酸碱性。
通过合理利用和开发高白硅酸铝的特性，可以为人们的生活和工作带来更多便利和效益。
高硅铝电子封装介绍--铸鼎工大-2018
张春伟 铸鼎工大副总 15045069318
邢大伟 铸鼎工大总经理 哈工大材料学院研究员 13804603138
典型构件加工尺寸：100´100´10mm，最小壁厚0.5mm
热 膨 胀 系 数：7~11´ 10-6/K（可调）
导 热 率： ≥ 120W/m.K
密
度：2.4~2.6g/cm3
气密性满足国军标GJB548B-1014要求（<1.0 ´ 10-9Pa.m3/s）
镀层质量，满足国标GB/T 5270-2005
11
(W·m -1·K-1)
密度/ 2.3 5.3 3.9 2.9 3.2 2.7 8.9 10.2 19.3 8.3
8.1
(g·cm -3)
半导体基体材料 （芯片级）陶瓷封装材料
纯金属
材料种类
热膨胀系数
CTE /(10-6 K-1)
热导率/ (W·m -1·K-1)
W/Cu
Mo/Cu
7.6—9.1 7.2—8.0
三、应用领域
用于雷达、微波组件管壳，大量代替可伐合金、钨铜、钼铜等。
用于微电子电路盒
微波接收器、 转换器、功率 放大器
高硅铝晶圆用于聚焦太阳能电池组
用于 射频基板
用于军用飞机的槽电阻
用于光学透镜筒体
四、铸鼎工大提供材料产品与解决方案
铸鼎工大通过独有的技术生产，提供前述的高硅铝及梯度高硅铝系列 材料。 并可配合用户进行针对具体型号件壳体的机加以及电镀、焊接的试验 与工艺摸索和定型。 亦可配合用户针对具体零件需求，设计特殊的梯度结构材料。
9
CE7 Al-Si70
7
热导率 (25℃) (W·m-1·K-1)
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张春伟 铸鼎工大副总 15045069318
邢大伟 铸鼎工大总经理 哈工大材料学院研究员 13804603138
热膨胀匹配 机械稳定性 机械强度 各向同性 低密度 导热性好 机加性能好 可电镀性 可焊接性 真空密封性
高硅铝合金综合性能最优
综上所述，高硅铝合金作为第三代组件级的封装材料， 具有最好的综合优势。
与同为第三代组件级封装材料的碳化硅/铝相比,高硅 铝合金具有易于加工成型、良好的焊接和镀涂性能。而碳 化硅/铝材料在加工具有复杂结构的型腔时，几乎是不可能 完成的。
2、梯度高硅铝合金材料坯锭与壳体件 包括 (三层梯度27-38-50Si)— 代号TD50Si （三层梯度38Si-50Si-60Si）-- 代号TD60Si (三层梯度38-55-70Si) -- 代号TD70Si
3、平面梯度盖板、梯度板型件 27/50Si
目前已成功应用于电子封装方面的产品样品
热 膨 胀 系 数：7~17´ 10-6/K（可调）
导 热 率： ≥ 120W/m.K
密
度：2.4~2.6g/cm3
气密性满足国军标GJB548B-1014要求（<1.0 ´ 10-9Pa.m3/s）
镀层质量，满足国标GB/T 5270-2005
4、三代封装材料基本性能指标对比
几种常用封装材料性能指标
制备梯度材料目的：
27Si 38Si 50Si 38Si 27Si
兼顾高硅的低膨胀性 与低硅的良好焊接性
宏观有界限， 微观无界线
双面 梯度 试样
a)
b)
c)
d)
e)
30%Si
界面
40%Si
界面
Ø 随着梯度成分变化，在金相组织中，硅相含量逐渐增加
50%Si
边缘部位 27Si
中间部位 50Si
梯度盖板（平面梯度），可以解决盖板上焊装 元器件的需要，同时又保持良好的封焊性能
三、作为结构材料的应用领域
广泛应用于航空、航天、光学、激光、波导、导航、武器系 统，——凡是对材料有尺寸稳定性要求的领域！大量代替可伐合 金、钨铜、钼铜、碳化硅铝等。
下述为已经验证证实，可以成熟应用的领域
电子封装：用于微电子 电路盒
用于微电子电路盒
微波接收器、 转换器、功率 放大器
用于一体化器件封装
2、高硅铝合金在综合性能上很好地满足上述要求
常用高硅铝合金，主要由铝、硅两种元素组成合金， 含硅量从27%—70%。
高硅铝合金系列材料性能指标（含硅量27—70%）
合金 系列
成分
热膨胀系数 ×10-6/K
CE17 Al-Si27
17
CE13 Al-Si42
13
CE11 Al-Si50
11
CE9 Al-Si60
二、梯度结构高硅铝合金（用于电子封装）
1、梯度功能材料（FGM）定义与结构
成分 结构 组织 性能
FGM 结构示意图
梯度结构的目的：兼顾不同成分与组织的使用性能
2、梯度高硅铝合金应用于封装管壳示意图
3、铸鼎工大梯度材料实现
通过独有的技术实现了成分梯度的材料设计制造，及壳 体材料的加工制造
顶部为 27Si
包括双面梯度50Si 以及梯度70Si
某波导件，原为铜合金，采用高硅铝合金，可大 大减重，并提高波导性能
期待与您合作！
哈尔滨铸鼎工大新材料科技有限公司，是一家源于哈工大科技成果创 立的高科技公司，公司注册资金壹仟万元人民币，地址在哈尔滨市松北区 黑龙江工业技术研究院企业加速器园区内。
哈尔滨铸鼎工大新材料科技有限公司 地址：哈尔滨市松北区巨宝一路669号，150028 电话：0451-51065922； 传真：0451-51065922；86402760 Email：xingdw@；
9
CE7 Al-Si70
7
热导率 (25℃) (W·m-1·K-1)
160 150 140 129 120
抗拉强度 屈服强度
/MPa
/MPa
160 110 210 155 150 125
120
-
110
-
3、业内公认的高硅铝合金基本指标数据
材料致密度：>99.8%; 初生硅≤30mm
典型构件加工尺寸：100´100´10mm，最小壁厚0.5mm
中间过 渡层38Si
底边为 50Si
单面梯度壳体件， 机加工后梯度层
清晰可见
梯度成分坯料，线切割后可通 过颜色深浅区分不同梯度层
中间为50Si， 向边缘部分逐 渐过渡到27Si
双面梯度壳体件，机加工后 显示出清晰的成分梯度层
盖板和壳体边缘同属 27Si，具有良好的激
光封焊性能
4、梯度高硅铝合金材料渐变的显微组织
密度/ 2.3 5.3 3.9 2.9 3.2 2.7 8.9 10.2 19.3 8.3
8.1
(g·cm -3)
半导体基体材料 （芯片级）陶瓷封装材料
纯金属
材料种类
热膨胀系数
CTE /(10-6 K-1)
热导率/ (W·m -1·K-1)
W/Cu
Mo/Cu
7.6—9.1 7.2—8.0
Cu/invar/Cu Cu/Mo/Cu
材料种类 Si
GaAs Al2O3 BeO AlN
Al
Cu Mo W
Kovar Invar
热膨胀系数 4.1 6.0 6.5
CTE /(10-6 K-1)
6.7 4.5
23 17 5.0 4.4
5.9
0.4
热导率/ 135 39 20 250 280 230 400 140 174 17
11
(W·m -1·K-1)
从发展趋势上来说，高硅铝合金在很多方面将逐步代 替可伐合金、碳化硅/铝复合材料、钨铜、钼铜等封装材料。
碳化硅/铝的显微组织
高硅铝合金的显微组织
相比之下，高硅铝合金显微组织更细密、均匀
5、高硅铝合金制备过程
喷射成型
典型的制备工艺路线
热等静压
锭子
锭子
切割
电火花加工 或数控加工
料块
切片
电镀Ni/Au
平板 最终产品
四、铸鼎工大提供材料产品与解决方案
铸鼎工大通过独有的技术生产，提供前述的高硅铝及梯度高硅铝系列 材料。 并可配合用户进行针对具体型号件壳体的机加以及电镀、焊接的试验 与工艺摸索和定型。 亦可配合用户针对具体零件需求，设计特殊的梯度结构材料。
1、高硅铝合金系列成分材料坯锭与壳体件
包括27Si、40Si、50Si、60Si、70Si
5.2
6.8
180--210 160--190 160
244
密度/ (g·cm -3)
15.6
9.9
8.4
9.7
加工性能
可
可
可
可
第一代封装材料
Al-SiC
7--17 145
Al-Si
7—17 140--210
2.97
2.4—2.6
差
优
第二代封装材料
第三代封装材料
电子封装壳体与光学框架材料的典型需求
高硅铝/梯度高硅铝 合金材料介绍
哈尔滨铸鼎工大新材料科技有限公司
主要内容
一、高硅铝合金材料特点（用于电子封装） 二、梯度结构的高硅铝合金（用于电子封装） 三、作为结构材料的应用领域 四、铸鼎工大提供产品与解决方案
一、高硅铝合金材料特点（用于电子封装）
1、组件级封装 对封装材料的基本要求
1) 热膨胀系数匹配 2）导热性好 3）密度较小 4）易于加工成型 5）一定的结构强度