目前,常用金屬封裝材料與CaAs芯片的微波器件封裝需求存在性能上的差距,使得研發(fā)一種新型輕質(zhì)金屬封裝材料,滿足航空航天用器件封裝成為急需,引發(fā)相關部門調(diào)試重視。經(jīng)過近些年來研究所和企業(yè)的深入研究,AlSiC取得了較大的產(chǎn)業(yè)化進展,相繼推動高體分碳化硅與鋁合金的復合材料SiC/Al實用化進程。將SiC與Al合金按一定比例和工藝結合成AlSiC后,可克服目前金屬封裝材料的不足,獲得高K值、低 CTE、高比強度、低密度、導電性好的封裝材料。高體分鋁碳化硅已經(jīng)用于天空二號太陽板支架中。湖北質(zhì)量鋁碳化硅生產(chǎn)廠家
大電流IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)模塊在工作時,會產(chǎn)生大量的熱。尤其是工作電流達到600A以上的IGBT模塊。類似功率模塊的封裝熱管理工藝中,考慮的目標是消除熱結。那么,需要在芯片底部和散熱器之間的熱通道建設盡量暢通。銅基板具有良好的導熱能力,但銅的熱膨脹系數(shù)接近IGBT芯片的三倍,而且IGBT芯片陶瓷襯底的面積可高達50mmx60mm,這三倍的差異在低功率模塊封裝可用陶瓷覆銅板或多層陶瓷覆銅板來過渡解決。高功率模塊如果用銅基板去承載芯片襯底同時在下方接合散熱器的話,焊接的銅基板經(jīng)受不住1000次熱循環(huán),焊接外緣就會出現(xiàn)分層脫離。這種情況下壓接法制造出的模塊,如長期在震動環(huán)境下使用,如軌道機車、電動汽車、飛機等,其可靠性會大幅下降。那么,如何牢固封裝高功率IGBT模塊,使其在震動、高溫、粉塵等環(huán)境下可使用呢?業(yè)界的辦法是采用AlSiC材料來制作IGBT基板。陜西大規(guī)模鋁碳化硅聯(lián)系人鋁碳化硅具有高比剛度、比強度、高尺寸穩(wěn)定性、低熱膨脹系數(shù)、高耐磨、耐腐蝕等優(yōu)異性能。
鋁碳化硅制備技術介紹:
1、鋁碳化硅材料成型技術應具備的條件:
鋁碳化硅制備工藝種類較多,包含粉末冶金法、攪拌鑄造法、真空壓力浸滲法、原位生成法、無壓浸滲法等等,使增強材料SiC均勻地分布金屬基體中,滿足復合材料結構和強度要求;能使復合材料界面效應、混雜效應或復合效應充分發(fā)揮;能夠充分發(fā)揮增強材料對基休金屬的增強、增韌效果;設備投資少,工藝簡單易行,可操作性強;便于實現(xiàn)批量或規(guī)模生產(chǎn);能制造出接近**終產(chǎn)品的形狀,尺寸和結構,減少或避免后加工工序。
中體分鋁碳化硅(SiC體積比35%-55%):1、性能優(yōu)勢及應用方向:(1)、高微屈服強度:(35%~55%)光學儀表級鋁碳化硅的微屈強度服度可達(110~120)MPa水平,是國產(chǎn)真空熱壓鈹材的5倍,且無毒,可確保慣性導航系統(tǒng)中陀螺儀有效屏蔽小幅震動,保證穩(wěn)定性。(2)、高比強度、高比剛度:(35%~55%)光學儀表級鋁碳化硅的高比強度特性可以降低結構件質(zhì)量,實現(xiàn)武器裝備的輕量化,高比剛度可保證零件的面型(如反射鏡鏡面)精度。(3)、低膨脹系數(shù):(35%~55%)光學儀表級鋁碳化硅具有低熱膨脹系數(shù)(9~11)×10-6/K,可以保證結構件在較大溫差變化的情況下仍保持穩(wěn)定的尺寸。(4)、高導熱性:(35%~55%)光學儀表級鋁碳化硅具有高導熱性率({120-180}W/m·K),可快速散熱,可避免零件過熱對機能的降低。(5)、主要應用方向及**零件:可應用于航空航天及**行業(yè)中的光學反射鏡、慣性導航系統(tǒng)零件,可替代鈹材、微晶玻璃、石英玻璃等。高體分鋁碳化硅用于空間掃描機構框架中。
在國內(nèi),隨著AESA產(chǎn)品的定型,T/R模塊出現(xiàn)批量生產(chǎn)需求,其基板、殼體的生產(chǎn)極為關鍵,采用近凈成形技術,研制出小批量T/R模塊封裝外殼樣品。用無壓溶滲AlSiC制作基座替代W-Cu基座,封裝微波功率器件,按GJB33A-97和GJB128A-97軍標嚴格考核,器件的微波性能、熱性能無變化,可完全滿足應用要求,前者的重量只及W-Cu基座的 20%,且成本*為后者的1/3左右,有望在封裝領域大量替代W-Cu、Mo-Cu等材料。國產(chǎn)L波段功率器件月批量生產(chǎn)累計上千只,實現(xiàn)某型號雷達***國產(chǎn)化、固態(tài)化,今后幾年會持續(xù)批量生產(chǎn),S、C波段功率模塊怎樣低成本生產(chǎn),將涉及AlSiC封裝材料的研發(fā)應用。鋁碳化硅以其優(yōu)越的熱物理性能被稱為第三代電子封裝材料,廣泛應用于電子封裝領域。湖南使用鋁碳化硅包括哪些
高體分鋁碳化硅廣泛應用于高鐵的大功率IGBT模塊中。湖北質(zhì)量鋁碳化硅生產(chǎn)廠家
低體分鋁碳化硅的**應用領域——輕量化結構件方向、耐磨方向:
早在20世紀80年代,低體分鋁碳化硅就作為非主承載結構件成功地應用于飛機上,典型案例為洛克希德馬丁公司生產(chǎn)的電子設備支架。本世紀開始,該材料作為主承載結構件在飛機上正式應用。F-18“大黃蜂”戰(zhàn)斗機上采用鋁碳化硅作為液壓制動器缸體,與替代材料鋁青銅相比,不僅重量減輕、膨脹系數(shù)降低,而且疲勞極限還提高一倍以上。在直升機上的應用方面,歐盟也取得了突破性進展。 湖北質(zhì)量鋁碳化硅生產(chǎn)廠家
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