浙江航天級鋁碳化硅

來源: 發(fā)布時間:2022-01-11

封裝金屬基復合材料的增強體有數(shù)種,SiC是其中應用**為***的一種,這是因為它具有優(yōu)良的熱性能,用作顆粒磨料技術成熟,價格相對較低;另一方面,顆粒增強體材料具有各向同性,**有利于實現(xiàn)凈成形。AlSiC特性主要取決于SiC的體積分數(shù)(含量)及分布和粒度大小,以及Al合金成分等。依據兩相比例或復合材料的熱處理狀態(tài),可對材料熱物理與力學性能進行設計,從而滿足芯片封裝多方面的性能要求。其中,SiC體積分數(shù)尤為重要,實際應用時,AlSiC與 芯片或陶瓷基體直接接觸,要求CTE盡可能匹配。鋁碳化硅已經應用于PW4000發(fā)動機風扇出口導葉。浙江航天級鋁碳化硅

鋁碳化硅的浸滲式鑄造有什么特點,如何設計產品,才能在保障產品的可用性前提下盡量降低成本呢?下面羅列出一些設計原則,作為設計人員的參考(當然,您也可以完全不必操心這些事情,把您的產品圖紙、用途和使用環(huán)境郵件發(fā)送給我們,我們會遵循鋁碳化硅的生產工藝原則,為您設計出產品圖,發(fā)回給您審核):

1:尺寸精度:鋁碳化硅材料為各向同性材料,不論在哪個方向上,零件的鑄造尺寸公差應大于1.5/1000。

2.平面度:產品平面度可以做到0.75/1000。

3.表面光潔度:形狀簡單的產品,表面光潔度可以做到1.6微米;形狀復雜的產品,如齒板的齒,表面光潔度可以做到3.2微米。如需要更高光潔度,可以加拋光工序。

4.盡量不設計螺絲孔、通孔、沉孔等孔類結構在零件上,能用U形孔替代,則盡量使用U形孔。 湖北質量鋁碳化硅生產廠家鋁碳化硅已經應用于飛機的油箱口蓋。

二、高體分鋁碳化硅(SiC體積比55%-75%)材料介紹與應用1、性能優(yōu)勢及應用方向:(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。

倒裝芯片封裝FCP技術優(yōu)勢在于能大幅度提高產品的電性能、散熱效能,適合高引腳數(shù)、高速、多功 能的器件。AlSiC的CTE能夠與介電襯底、焊球陣列、低溫燒結陶瓷以及印刷電路板相匹配,同時還具有髙熱傳導率、**度和硬度,是倒裝焊蓋板的理想材料,為芯片提供高可靠保護。AlSiC可制作出復雜的外形,例如,AlSiC外殼產品有多個空腔,可容納多塊芯片,用于提供器件連接支柱、填充材料的孔以及不同的凸緣設計。AlSiC外形表面支持不同的標識和表面處理方法,包括激光打印、油漆、油墨、絲網印刷、電鍍,完全滿足FCP工藝要求。鋁碳化硅可以應用于軌道交通轉向架-框架。

2、高體分鋁碳化硅的主要應用領域——電子封裝:高體分鋁碳化硅為第三代半導體封裝材料,已率先實現(xiàn)電子封裝材料的規(guī)模產業(yè)化,滿足半導體芯片集成度沿摩爾定律提高導致芯片發(fā)熱量急劇升高、使用壽命下降以及電子封裝的“輕薄微小”的發(fā)展需求。尤其在航空航天、微波集成電路、功率模塊、***射頻系統(tǒng)芯片等封裝方面作用極為凸顯,成為封裝材料應用開發(fā)的重要趨勢。

(1)、封裝類AlSiC特性:封裝材料用作支撐和保護半導體芯片的金屬底座與外殼,混合集成電路HIC的基片、底板、外殼,構成導熱性能比較好,總耗散功率提高到數(shù)十瓦,全氣密封性,堅固牢靠的封裝結構,為芯片、HIC提供一個高可靠穩(wěn)定的工作環(huán)境,具體材料性能是個優(yōu)先關鍵問題。常用于封裝的電子金屬材料的主要特性如下表所示,可見封裝類鋁碳化硅綜合性能***優(yōu)于其他材料。 因鋁碳化硅具有輕量化、高剛度、熱穩(wěn)定性優(yōu)異的特點,在航空、航天領域已廣泛應用。浙江航天級鋁碳化硅

鋁碳化硅已經應用于直升機模鍛件。浙江航天級鋁碳化硅

3)、增強體SiC在基體中均勻分布的問題:按結構設計需求,使增強材料SiC均勻地分布于基體中也是鋁碳化硅材料制造中的關鍵技術之一。尤其是在低體份鋁碳化硅攪拌法、真空壓力浸滲法、粉末冶金法中,SiC顆粒的團聚,以及不同尺寸SiC顆粒均勻分布為一項難點。該問題主要解決方法:①、對增強體SiC進行適當?shù)谋砻嫣幚?,使其浸漬基體速度加快;②、加入適當?shù)暮辖鹪馗纳苹w的分散性;③、施加適當?shù)膲毫?,使其分散性增大;④、施加外?磁場,超聲場等)。浙江航天級鋁碳化硅

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