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高温模锻工艺对钨铜致密性的提高

  钨铜是利用高纯钨粉优异的金属特性和高纯紫铜粉的可塑性、高导电性等优点,经静压成型、高温烧结、溶渗铜的工艺精制而成的复合材料。既有钨的低膨胀特性,又具有铜的高导热特性,其热膨胀系数和导电导热性可以通过调整材料的成分而加以改变,从而给材料的使用提供了便利,根据这一特性,钨铜可以用于制作电子封装材料,钨铜电子封装材料具有极高的耐热性和良好的导热性能,并有与芯片和陶瓷相匹配的热膨胀系数,在射频、微波、光通信领域的大功率电子元器件方面具有广泛的应用前景。
  一般采用粉末冶金熔渗法制备钨铜电子封装材料,但渗铜后仍然存在一些孔隙,对钨铜电子封装材料的气密性等性能有不利影响。粉体材料的高温模锻是将烧结后的预成形坯加热后,在闭式模中进行锻造,是将传统的粉末冶金工艺和高温锻造有机结合起来的1种材料加工工艺。它既能减少产品的切削量,又能使粉末冶金产品有效致密化,并改善其组织,提高其综合性能。但不管是采取旋锻、熔渗还是熔渗、旋锻法,材料内部都有较多的孔隙无法消除,气密性满足不了电子封装材料的要求。本文作者在材料致密度较高的情况下,采用高温模锻工艺进一步提高钨铜电子封装材料的组织和性能。
  由于经过高温模锻,钨铜材料内部的孔隙减少,致密度增加,使得其物理性能明显提高。锻造后材料的密度、气密性和导热性能都得到明显改善。说明高温锻造能较大地提高钨铜复合材料的致密度和作为电子封装材料所需的各项物理性能,特别是对制备高气密性封装的电子封装材料,锻造是提高材料性能的非常好的工艺措施。由于材料内部粉末颗粒之间存在一定阻力,因此增加锻造次数对密度的影响有限,性能变化不大。