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     复合材料是由两种及以上不同的材料组成,可以兼具不同组成材料的综合性能。目前,电子封装领域的复合材料主要包含3种。
(1)聚合基复合材料。
  聚合物热导率较低,而在聚合物中填充高导热的无机填料,可以提高其导热性能。环氧树脂导热性能差,通过添加高导热的填料可以改进其导热性能。除了填料,偶联剂和固化剂也是环氧树脂基复合材料中的重要添加剂。
(2)陶瓷基复合材料。  
  这类材料的优点有:
① 介电常数较低,高频应用性能稳定;
② 绝缘性能良好;
③ 力学强度高,耐热性能良好;
④ 热膨胀系数较低,导热系数较高;
⑤ 气密性能良好,化学稳定性良好,可靠性高;
⑥ 吸湿率低,较难发生微裂现象。但是陶瓷工艺复杂,成本较高,适用于高级微电子器件封装,以及高可靠、耐高温、气密性强的封装。
(3)金属基复合材料 (MMC)。
  金属材料具有优异的导热性能,向金属基体材料中添加低膨胀系数的增强相材料,优势互补,可以得到既满足导热性能要求又满足热膨胀系数匹配性要求的复合材料,扩大材料在封装领域的应用范围。金属 W,Mo 基 复 合 材 料 的 热 导 率 能 达 到150~230W/(m·K),热膨胀系数为5.7×10-6~10×10-6/K,属于传统的金属基电子封装材料,但其成本高,可焊性差,而且密度大,不利于对质量有要求的应用场景。而 Al,Cu,Ag 基复合材料不仅密度相对较低,而且热导率比 W,Mo 基复合材料更高。Al,Cu,Ag 基电子封装复合材料按增强体主要分为Si C、Si、碳纤维和金刚石等。高体积分数比Si Cp/ Al复合材料具有优异的综合性能:较高的导热系数、可调的热膨胀系数、较高的强度和硬度、较低的密度。这使其成为了电子封装领域,尤其是应用环境较为苛刻的航天和光电器件等领域的理想材料。但是高体积分数比Si Cp/Al 复合材料也有制约其发展的劣势:高昂的成本、工艺难度大(尤其是难以进行二次机械加工),这就限制了该材料的广泛应用。由于金刚石具有所有物质中最高的导热率(700~2000 W/(m·K)),密度只有3.48 ~ 3.54g/cm3;利用金刚石颗粒与 Cu 或 Al 复合,通过特定的工艺可以制得体积分数的研发。对于电子封装复合材料,改善增强相和基体之间的界面结合,减少两者之间的热阻,始终是需要深入研究的问题。Si Cp/ Al 复合材料的热导率为150~200 W/(m·K),密度仅为3.0g/cm3左右;而金刚石/Cu 复合材料的热导率和热膨胀系数可分别达到600~700 W/(m·K)和6 ×10-6~8×10-6/ K。
  金属基复合材料可以将金属材料和陶瓷材料进行有效匹配,既满足导热性能的要求又满足热膨胀系数匹配性要求,从而获得复合材料各组成相的综合性能,是研究较早、理论解释较完善的一类复合材料。金属基复合材料又包含 Si C /Al 颗粒增强复合材料,W/Cu 和 C /Cu 复合材料,以及平板型复合材料 CIC (Cu /Invar/Cu)、CMC ( Cu /Mo /Cu)、CPC (Cu / Mo Cu / Cu)和 CKC (Cu /Kovar/Cu)等。其中 Si C /Al 复合材料的研究较早,理论解释也较为完善。

 
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