二、高體分鋁碳化硅（SiC體積比55%-75%）材料介紹與應(yīng)用1、性能優(yōu)勢及應(yīng)用方向：（1）、低密度：（55%～75%）電子封裝及熱控元件用鋁碳化硅的密度一般在3.1g/cm3左右，密度**低于W/Cu合金（｛11～18｝g/cm3）、Mo/Cu合金（｛9～10｝g/cm3）和Kovar合金（8.3g/cm3），可有效減重。以替代W/Cu合金用作雷達(dá)微波功率管封裝底座為例，在同樣的強度和剛度條件下，可減重高達(dá)80%以上。（2）、低膨脹系數(shù)：（55%～75%）電子封裝及熱控元件用鋁碳化硅膨脹系數(shù)一般為（6～9）×10-6m/℃（-60℃～200℃），遠(yuǎn)低于W/Cu合金（｛7～13｝×10-6/K）、Mo/Cu合金（｛7～13｝×10-6/K）等傳統(tǒng)封裝材料，與Si、GaAs、AlN等無機陶瓷基片材料熱匹配良好。鋁碳化硅已經(jīng)應(yīng)用于PW4000發(fā)動機風(fēng)扇出口導(dǎo)葉。浙江鋁碳化硅項目
SiC顆粒與Al有良好的界面接合強度，復(fù)合后的CTE隨SiC含量的變化可在一定范圍內(nèi)進行調(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，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。基體是強度的主要承載體，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含量難于機加工成形等問題，成為理想的封裝材料。天津多功能鋁碳化硅技術(shù)規(guī)范杭州陶飛侖新材料有限公司鋁碳化硅產(chǎn)品覆蓋輕質(zhì)耐磨/高精密結(jié)構(gòu)件、微波電子/光電/大功率 IGBT 模塊封裝等。
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(dá)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(biāo)是消除熱結(jié)。那么，需要在芯片底部和散熱器之間的熱通道建設(shè)盡量暢通。銅基板具有良好的導(dǎo)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(dá)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。
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材料以其獨特的高熱導(dǎo)、低熱膨脹系數(shù)和抗彎強度的結(jié)合優(yōu)勢成為不可替代的材質(zhì)。 高體分鋁碳化硅用于空間掃描機構(gòu)框架中。
鋁基碳化硅(AlSiC)顆粒增強復(fù)合材料，因其具有高比強度和比剛度、低熱膨脹系數(shù)、低密度、高微屈服強度、良好的尺寸穩(wěn)定性、導(dǎo)熱性以及耐磨、耐疲勞等優(yōu)異的力學(xué)性能和物理性能，被用于電子封裝構(gòu)件材料，在大功率率IGBT 散熱基板、LED封裝照明、航空航天等**領(lǐng)域以及民用信息相控陣天線T/R模塊、大功率微波產(chǎn)品以及宇航電源熱沉載體、殼體中被廣泛應(yīng)用。高體分SiCp/Al復(fù)合材料中主要采用焊接的方式與器件連接，基體材料由于碳化硅顆粒的存在，導(dǎo)致其表面潤濕性能較差，無法滿足焊接功能要求，因此必須在材料表面制備可焊金屬鍍覆層。杭州陶飛侖新材料有限公司可大批量生產(chǎn)高性能的鋁碳化硅復(fù)合材料。河北多功能鋁碳化硅哪家好
鋁碳化硅已經(jīng)應(yīng)用于飛機的油箱口蓋。浙江鋁碳化硅項目
中體分鋁碳化硅的功能化特性比較突出，即不僅具有比鋁合金和鈦合金高出一倍的比剛度，還有著與鈹材及鋼材接近的低膨脹系數(shù)和優(yōu)于鈹材的尺寸穩(wěn)定性。因此，其可替代鈹材用作慣性導(dǎo)航系統(tǒng)器件，被譽為“第三代航空航天慣性器件材料”。其已被正式用于美國某型號慣性環(huán)形激光陀螺制導(dǎo)系統(tǒng)，并已形成美國的國軍標(biāo)（MIL-M-46196）。此外，還替代鈹材被成功地用于三叉戟導(dǎo)彈的慣性導(dǎo)航向地球及其慣性測量單元（IMU）的檢查口蓋，并取得比鈹材的成本低三分之二的效果。微屈服（MYS）是表征材料尺寸穩(wěn)定性的主要指標(biāo)，而該種復(fù)合材料的微屈服度為118MPa，該值是國產(chǎn)真空熱壓鈹材的5倍，且已超過美國布拉什公司研制的高尺寸穩(wěn)定性新型光學(xué)儀表級**I-250鈹材。浙江鋁碳化硅項目
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