[发明专利]一种高硅铝合金电子封装壳体3D打印增材制造方法

说明书

本发明涉及一种高硅铝合金电子封装壳体3D打印增材制造方法，利用高体积分数硅颗粒与铝粉均匀混合成粉末冶金原材料，采用3D打印增材制造技术，净成形一体结构高硅铝合金材料壳体。所制造壳体密度小、强度高、热导率高、热膨胀系数小、成份均匀且无裂纹等缺陷，尺寸精度和粗糙度达到了设计规范要求，为航空航天领域设备用电子封装壳体的批量快速制造提供了保障。

技术领域

本发明涉及一种高硅铝合金电子封装壳体制造方法，特别涉及一种使用3D打印技术制造高硅铝合金电子封装壳体的制造方法。

背景技术

电子封装壳体结构如图1所示，要求封装材料具有轻质、超导热、低膨胀并具有一定的强度和刚度等特点。高硅铝合金材料能够保持硅和铝各自的优异性能，高硅铝合金密度在2.3~2.7g/cm³之间，热膨胀系数(CTE)在7~20ppm/℃之间，提高硅含量可使合金材料的密度及热膨胀系数显著降低。利用高硅铝合金作为电子封装材料的基座，外壳，盒体，盖板，匹配性好，可提供更好的散热，能极大的延长封装大功率模块的使用寿命，可靠性增加。同时，高硅铝合金还具有重量轻，高热导性，导电性好，具有优异的电磁干扰/射频干扰屏蔽性能，低热膨胀，比强度和刚度较高，良好的机械加工与表面镀覆性能以及焊接性能，材料致密性好，耐高温，耐腐蚀等优越性能，是一种应用前景广阔的电子封装材料，特别是在航天航空、空间技术和便携式电子器件等高技术领域。并且硅、铝的含量相当丰富，硅粉的制备技术成熟，成本低廉，同时这种材料对环境没有污染，对人体无害。

目前电子封装用硅铝合金制备工艺主要有：熔炼铸造、浸渗法、粉末冶金压制烧结、真空热压法、喷射沉积法等。但熔炼铸造会导致初晶硅颗粒粗大，合金材料性能差；浸渗法存在铝液和硅骨架之间的润湿性不良；粉末冶金压制烧结法工艺相对较复杂，压模成本高；真空热压法真空系统成本高昂，大规模应用受限；喷射沉积法材料不致密，需后处理等缺点。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种高硅铝合金电子封装壳体3D打印增材制造方法，包括以下步骤：

S1，建立电子封装壳体三维模型；

S2，根据建立的三维模型制定增材制造方案；

S3，将Si颗粒与Al粉混合制作冶金原材料粉末；

S4，按照制定的所述3D打印增材制造方案在基板上制造所述壳体；

S5，将所述壳体从所述基板上切割分离；

S6，对壳体进行后处理。

进一步地，步骤S1具体包括：

S101，利用三维软件建立所述壳体三维模型；

S102，在三维软件中将壳体模型进行格式转换，生成STL文件。

进一步地，步骤S2具体包括：

S201，使用Magic软件创建机器平台模型；

S202，将所述包含壳体模型的STL文件导入Magic软件；

S203，在Magic软件中修复壳体模型；

S204，在Magic软件中将壳体模型定向并摆放于基板模型中合适的位置；

S205，在Magic软件中对模型搭建工艺支撑；

S206，对所述壳体模型及所述工艺支撑进行切片分层操作，并生成CLI格式层片文件；

S207，将CLI格式层片文件导入填充软件；

S208，在填充软件中规划激光扫描路径填充每层切片层，并输出包含填充信息的CLI格式层片文件；

S209，将所述包含填充信息的CLI格式层片文件导入3D打印设备；