浙江鋁碳化硅的效果

來源: 發(fā)布時(shí)間:2022-01-04

熔滲法是AlSiC制備的關(guān)鍵,一般分為有壓力滲透和無壓力滲透,前者根據(jù)生產(chǎn)過程中壓力施加的大小、方式的不同,又分為擠壓熔滲、氣壓壓力熔滲、離心熔滲鑄造法等,主要特點(diǎn)是需要真空和高壓設(shè)備,滲透時(shí)間較短,有效控制Al與SiC的界面反應(yīng),同時(shí)與精度的模具相配套,獲得實(shí)用性發(fā)展。后者是將Al合金錠放置在SiC預(yù)制件上,在合金熔點(diǎn)以上保溫,Al合金液依托毛細(xì)管力的作用自發(fā)滲入預(yù)制件中,所需設(shè)備簡單,易于低成本制備,但產(chǎn)品的機(jī)械性能與熱性能略低,對基體合金的成分有較為嚴(yán)格的要求,浸透需要在保護(hù)氣氛中進(jìn)行。粉末冶金法對SiC體積分?jǐn)?shù)可在15% ~ 75%之間調(diào)節(jié),SiC承載量大,但較難實(shí)現(xiàn)材料的一次成形。高體分鋁碳化硅生產(chǎn)工藝流程多采用真空壓力浸滲法。浙江鋁碳化硅的效果

(3)、高比模量:(55%~75%)電子封裝及熱控元件用鋁碳化硅比模量是W/Cu和Kovar合金的4倍、Mo/Cu的2倍。(4)、高熱導(dǎo)率:(55%~75%)電子封裝及熱控元件用鋁碳化硅熱導(dǎo)率可達(dá)(180~240)W/m·K,比Kovar合金提升了(8~9)倍,可有效地?cái)U(kuò)散熱控元件的熱量。(5)、主要應(yīng)用方向及**零件:可同時(shí)運(yùn)用于***和民用領(lǐng)域的熱管理材料領(lǐng)域,**零件如***電子IGBT基板、印刷電路板(PCB)基板、封裝散熱底板、電子元件基座及外殼、功率放大模塊外殼及底座等,可替代W/Cu、Mo/Cu、Kovar合金等。安徽優(yōu)勢鋁碳化硅技術(shù)規(guī)范鋁碳化硅已經(jīng)應(yīng)用于直升機(jī)模鍛件。

AlSiC的典型熱膨脹系數(shù)為(6~9)X10-6/K,參考芯片的6X 10-6/K,如果再加上芯片下面焊接的陶瓷覆銅板,那么三倍的差異就從本質(zhì)上消除了。同時(shí)AlSiC材質(zhì)的熱導(dǎo)率可高達(dá)(180~240)W/mK(25℃),比鋁合金熱導(dǎo)率還高50%。英飛凌試驗(yàn)證明,采用AlSiC材料制作的IGBT基板,經(jīng)過上萬次熱循環(huán),模塊工作良好如初,焊層完好。

AlSiC材料很輕,只有銅材的1/3,和鋁差不多,但抗彎強(qiáng)度(>300MPa)卻和鋼材一樣好。這使其在抗震性能方面表現(xiàn)***,超過銅基板。因此,在高功率電子封裝方面,AlSiC材料以其獨(dú)特的高熱導(dǎo)、低熱膨脹系數(shù)和抗彎強(qiáng)度的結(jié)合優(yōu)勢成為不可替代的材質(zhì)。

目前,鋁碳化硅制備工藝中,在制備55vol%~ 75vol% SiC高含量的封裝用AlSiC產(chǎn)品時(shí)多采用熔滲法,其實(shí)質(zhì)是粉末冶金法的延伸。它通過先制備一定密度、強(qiáng)度的多孔碳化硅基體預(yù)制件,再滲以熔點(diǎn)比其低的金屬填充預(yù)制件,其理論基礎(chǔ)是在金屬液潤濕多孔基體時(shí),在毛細(xì)管力作用下,金屬液會沿顆粒間隙流動填充多孔預(yù)制作孔隙,脫模無需機(jī)械加工,在其表面上覆蓋有一層0.13mm-0.25mm厚的完美鋁層,按用途電鍍上Ni、Au、Cd、Ag等,供封裝使用。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(yīng)用于電子封裝領(lǐng)域。

SiC顆粒與Al有良好的界面接合強(qiáng)度,復(fù)合后的CTE隨SiC含量的變化可在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié), 由此決定了產(chǎn)品的競爭力,相繼開發(fā)出多種制備方法。用于封裝AlSiC的預(yù)制件的SiC顆粒大小多在1 um-80um范圍選擇,要求具有低密度、低CTE、 高彈性模量等特點(diǎn),其熱導(dǎo)率因純度和制作制作方法的差異在80W ( m·K ) -280W ( m·K )之間變化?;w是強(qiáng)度的主要承載體,一般選用6061、 6063、2124、A356等**度Al合金,與SiC按一定比例和不同工藝結(jié)合成AlSiC,解決SiC與Al潤濕性差,高SiC含量難于機(jī)加工成形等問題,成為理想的封裝材料。高體分鋁碳化硅廣泛應(yīng)用于雷達(dá)的T/R組件中。多功能鋁碳化硅量大從優(yōu)

杭州陶飛侖可根據(jù)客戶產(chǎn)品技術(shù)要求定制化制備滿足客戶要求的鋁碳化硅產(chǎn)品。浙江鋁碳化硅的效果

AESA由數(shù)以千計(jì)的T/R模塊(有的高達(dá)9 000 個(gè)左右)構(gòu)成,在每個(gè)T/R模塊內(nèi)部都有用GaAs 技術(shù)制作的功率發(fā)射放大器、低噪聲接收放大器、T/ R開關(guān)、多功能增益/相位控制等電路芯片,**終生產(chǎn)關(guān)鍵在其封裝技術(shù)上,因機(jī)載對其體積與重量的限制極為苛刻。AlSiC集低熱脹、高導(dǎo)熱、輕質(zhì)于一體,采用AlSiC外殼封裝T/R模塊,包括S、C、X、Ku波段產(chǎn)品,可滿足實(shí)用需求。雷達(dá)APG-77是一部典型多功能、多工作方式雷達(dá),其AESA直 徑約1m,用2 000個(gè)T/R模塊構(gòu)成,每個(gè)T/R模塊 輸出功率10W,移相器6位,接收噪聲系數(shù)2.9dB,體積6.4cm3,重14.88g,平均故障間隔MTBF20萬h,其發(fā)射功率比初期產(chǎn)品增加16倍,接收噪聲系數(shù)降低1倍,體積重量減少83%,成本下降82%。以1000個(gè)T/R模塊構(gòu)成機(jī)載AESA雷達(dá)為例,用 AlSiC替代Kovar,雷達(dá)重量可減輕34kg,而熱導(dǎo)率比Kovar提高10余倍,且提高整機(jī)可靠性MTBF達(dá)2000h以上。試驗(yàn)表明,即使AESA中10%的T/R模塊產(chǎn)生故障,對系統(tǒng)無***影響,30%失效時(shí),仍可維持基本工作性能,具有所謂的“完美降級” 能力。浙江鋁碳化硅的效果

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