Abstract
本研究的目的為開發電子構裝上應用的Si/Ag複合材料，使其具有高熱傳導能力及低熱膨脹性質。以無壓浸透法及熱壓法製作高體積比Si/Ag複合材料，並探討其緻密度、彎曲強度、熱傳導係數及熱膨脹係數及熱疲勞性質。製作出的Si/Ag複合材料分別與氧化鋁基板以、銅片、鋁片施以熱壓硬焊，分析接合微結構、強度等特性的影響，作為電子構裝運用的參考。 無壓浸透法以Ag-5wt%Al合金浸透Si粉及Si預型體，所得複材緻密度分別為89.3%及87.2%。熱膨脹係數在50~200℃之間分別為9.07~12.3×10-6/K及6.87~9.4×10-6/K。Ag-5wt%Al合金浸透Si預型體之熱膨脹係數可和氧化鋁板匹配。 將Ag粉和Si粉以熱壓法製備Si/Ag複材，因Ag粉無法潤濕Si顆粒表面，所以強度偏低，添加鋁後強度、緻密度大幅提升，70Si/30Ag添加10wt%Al，緻密度從88.4%提升到94.1%，強度從44.51MPa提升到155.2MPa。70Si/30(Ag-10%wtAl)的複材在50℃~200℃間熱膨脹係數介於7.37~9.65x10-6/℃之間，可與氧化鋁基板匹配。熱傳導係數60Si/40(Ag-10wt%Al)複材為178.9W/mK，而70Si/30(Ag-10%wtAl)複材為155.3 W/mK。複材在經過1500次的熱循環強度略為減少，顯示熱疲勞性質優良。 以熱壓硬焊法及Al-12Si焊料，70Si/30(Ag-10wt%Al)複材分別與氧化鋁及Cu板硬焊，接合強度分別為11.3MPa及17.5MPa，氧化鋁表面無電鍍銀有助於焊料潤濕，70Si/30(Ag-10wt%Al)複材與及Cu板接合面有析出相產生，有助於接合強度提升。70Si/30(Ag-10wt%Al)複材與Al板接合採爐體硬焊，接合強度12.2MPa。此一結果顯示Si/Ag複材可與氧化鋁、銅及鋁基板作為良好的硬焊接合。