本发明涉及电子封装，尤其涉及封装用镁基复合材料及其制备方法。
背景技术：
1、近年来，镁基复合材料广泛应用于电子封装领域，基于电子器件的特点，主要是对封装材料的热膨胀系数匹配电子器件和封装材料需具有较高导热性能提出了新的要求。因此，传统的镁基合金因镁本身较高的热膨胀系数以及镁合金较差的导热性能难以满足电子封装的严苛要求。
2、针对电子封装性能要求，有学者提出了镁基复合材料的制备方法，发表的文献有《acta materialia》的《nano-and micro-/meso-scale engineered magnesium/diamondcomposites:novel materials for emerging challenges in thermal management》，该技术主要采用了外加法制备复合材料，利用外加低膨胀，高导热增强体颗粒，通过增强体颗粒的低膨胀，高导热性能，实现复合材料的低膨胀，高导热。该类方法所制备镁基复合材料具有低膨胀，高导热的性能，符合对电子封装材料的要求，且能够引入较高体积分数的增强体颗粒实现增强体对复合材料的增强作用。上述外加制备方法的共性还在于：对增强体的选择范围限制较少，能够根据需要引入具备不同特性的增强体颗粒。而如果能够改进镁基复合材料的制备技术，在镁基体中原位合成增强体颗粒，则可以进一步提高复合材料性能并减少成本。
3、近年来，原位制备镁基复合材料技术得到快速发展，在《materials science andengineering a》中2009年发表的《in situ synthesis and damping capacity of ticreinforced magnesium matrix composites》以及《铸造技术》中2023年发表的《镁基复合材料的强韧化研究进展》等文章中论述了原位生成颗粒增强镁基复合材料相关制备技术，该技术在镁合金基体内原位引入增强体颗粒，制备简易度高于外加法，而成本更低。由于增强体系原位引入，相比外加增强体与基体有着紧密而有效的结合，且增强体通常为纳米级尺度，分散均匀，能够充分作用于基体，改善基体性能。原位技术广泛应用于制备具有高阻尼性能，高耐磨性能及高强韧性能的镁基复合材料，但迄今为止，尚未见到将该项技术直接应用于制备电子封装材料的报道。
技术实现思路
1、本发明的目的在于避免现有技术的不足提供一种能够将外加法与原位法相结合，充分利用外加法限制小、能够引入高体积分数增强体颗粒，以及原位法生成增强体颗粒均匀细小，作用充分的特性，从而获得性能优异的镁基复合材料的高导热低膨胀镁基复合材料及其制备方法。
2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种高导热低膨胀镁基复合材料的制备方法，包括如下步骤：
3、步骤一、熔炼步骤：
4、在惰性气体的保护环境下，将aln/az91镁基复合材料1～10kg置于熔炼炉中，熔炼温度为740～760℃，保温时间为20～30min，得到aln/az91镁基复合材料熔体；
5、步骤二、引入金刚石的外加法制备：
6、将金刚石颗粒加入所述的aln/az91镁基复合材料熔体中，形成半固态混合熔体，其中金刚石在半固态混合熔体中的体积分数不超过25％，随后机械搅拌至少1min，用于使金刚石颗粒在aln/az91镁基复合材料熔体中的均匀分散；
7、然后，将搅拌后的半固态混合熔体降温至540～560℃，搅拌至少1min，在此期间aln/az91镁基复合材料熔体中aln增强体和金刚石增强体不会发生反应，无副产物生成；
8、步骤三、凝固成型：
9、半固态混合熔体搅拌完成后，在惰性气体的保护环境下，将熔体浇注到金属模具中，并在空气中冷却至室温，得到金刚石/aln/az91镁基复合材料。
10、进一步的，所述惰性气体的保护环境为：比例为(20:1)～(5:1)的六氟化硫与二氧化碳的混合气体，混合气体总流量为100-500ml/min。
11、进一步的，步骤二中所述金刚石颗粒大小、体积分数与最终制得材料中的增强体颗粒属性相同。
12、进一步的，所述步骤二中是将半固态混合熔体降温至550℃，为所述aln/az91镁基复合材料熔体最佳半固态搅拌温度，制备时尽量保持在550℃范围内。
13、进一步的，所述金刚石在半固态混合熔体中的体积分数为10～20％
14、本发明还提供一种如上所述制备方法制得的高导热低膨胀镁基复合材料，所述的镁基复合材料是由增强体颗粒和基体组成，增强体颗粒的体积分数为10.5～22％，余量为基体，所述的基体为mg-al合金，所述的增强体为aln颗粒和金刚石颗粒。
15、进一步的，所述的mg-al合金基体按重量百分比计的组成为：6.5～7wt％的al，0.45～0.90wt％的zn，0.17～0.4wt％的mn，小于等于0.05wt％的si，余量为mg；
16、所述的aln颗粒和金刚石颗粒增强体中，aln颗粒大小为500nm-50μm，体积分数为0.5-2％，金刚石颗粒大小为40-230μm，体积分数不超过25％。
17、进一步的，所述金刚石的体积分数为10～20％。
18、本发明使用的aln/az91镁基复合材料是由西安翱翔镁业科技有限公司依据发明专利(zl201510882938.5)制备生产并销售的。
19、本发明的有益效果是：本发明充分利用外加法引入高体积分数的增强体颗粒，使复合材料达到高导热，低膨胀的要求；且操作简便易行。同时采用原位法在镁基体内部直接生成增强体颗粒，且增强体颗粒细小弥散，与基体结合紧密，充分作用于基体；成功的将二者结合，在原位aln增强镁基复合材料基础上进一步外加引入更高体积分数的金刚石颗粒，获得具备理想性能的镁基复合材料。
20、同时，为了满足电子封装材料的需求，传统外加法制备的镁基复合材料，其增强体体积分数通常大于70％。而本发明通过结合原位与外加法，能够在不超过25％增强体体积分数下即可获得电子封装材料所需的性能，从而降低复合材料材料制备成本，在不增加复合材料的密度，即实现了电子封装材料的轻量化。
1.一种高导热低膨胀镁基复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的高导热低膨胀镁基复合材料的制备方法，其特征在于，所述惰性气体的保护环境为：比例为(20:1)～(5:1)的六氟化硫与二氧化碳的混合气体，混合气体总流量为100-500ml/min。
3.如权利要求1所述的高导热低膨胀镁基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤二中所述金刚石颗粒大小、体积分数与最终制得材料中的增强体颗粒属性相同。
4.如权利要求1-3任一项所述的高导热低膨胀镁基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中是将半固态混合熔体降温至550℃。
5.如权利要求1-3任一项所述的高导热低膨胀镁基复合材料的制备方法，其特征在于，所述金刚石在半固态混合熔体中的体积分数为10～20％。
6.一种如权利要求1-5所述制备方法制得的高导热低膨胀镁基复合材料，其特征在于，所述的镁基复合材料是由增强体颗粒和基体组成，增强体颗粒的体积分数为10.5～22％，余量为基体，所述的基体为mg-al合金，所述的增强体为aln颗粒和金刚石颗粒。
7.如权利要求6所述制备方法制得的高导热低膨胀镁基复合材料，其特征在于，所述的mg-al合金基体按重量百分比计的组成为：6.5～7wt％的al，0.45～0.90wt％的zn，0.17～0.4wt％的mn，小于等于0.05wt％的si，余量为mg；
8.如权利要求6所述的高导热低膨胀镁基复合材料，其特征在于，所述金刚石的体积分数为10～20％。
