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(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。因鋁碳化硅具有熱導(dǎo)率高、熱膨脹系數(shù)低（熱膨脹系數(shù)同芯片材料相近），有效減少芯片和電路開裂的幾率。浙江鋁碳化硅 基站
更為引人注目的是，在20世紀90年代末，鋁碳化硅在大型客機上獲得正式應(yīng)用。普惠公司從PW4084發(fā)動機開始，將DWA公司生產(chǎn)的擠壓態(tài)顆粒增強變形鋁合金基復(fù)合材料（6092/SiC/17.5p-T6）作為風(fēng)扇出口導(dǎo)流葉片，用于所有采用PW4000系發(fā)動機的波音777上。普惠公司的研發(fā)工作表明：作為風(fēng)扇出口導(dǎo)流葉片或壓氣機靜子葉片，鋁基復(fù)合材料耐沖擊（冰雹、鳥撞等外物損傷）能力比樹脂基（石墨纖維/環(huán)氧）復(fù)合材料好，且任何損傷易于發(fā)現(xiàn)。此外，還具有七倍于樹脂基復(fù)合材料的抗沖蝕（沙子、雨水）能力，并使成本下降三分之一以上。河北鋁碳化硅設(shè)備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。
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（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)。
低體分鋁碳化硅的**應(yīng)用領(lǐng)域——輕量化結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)件成功地應(yīng)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(shè)備支架。本世紀開始，該材料作為主承載結(jié)構(gòu)件在飛機上正式應(yīng)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(yīng)用方面，歐盟也取得了突破性進展。 鋁碳化硅已經(jīng)應(yīng)用于PW4000發(fā)動機風(fēng)扇出口導(dǎo)葉。
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(guān)鍵，采用近凈成形技術(shù)，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(yīng)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(lǐng)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(yīng)用。杭州陶飛侖公司鋁碳化硅相關(guān)方產(chǎn)品主要應(yīng)用于航空、航天、電子、電力等多個行業(yè)。江蘇新型鋁碳化硅發(fā)展趨勢
杭州陶飛侖制備的大尺寸結(jié)構(gòu)件不僅材料性能優(yōu)異，且大幅提高了材料的可加工性能。浙江鋁碳化硅 基站
AESA由數(shù)以千計的T/R模塊（有的高達9 000 個左右）構(gòu)成，在每個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，可滿足實用需求。雷達APG-77是一部典型多功能、多工作方式雷達，其AESA直 徑約1m，用2 000個T/R模塊構(gòu)成，每個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T/R模塊構(gòu)成機載AESA雷達為例，用 AlSiC替代Kovar，雷達重量可減輕34kg，而熱導(dǎo)率比Kovar提高10余倍，且提高整機可靠性MTBF達2000h以上。試驗表明，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，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 基站
杭州陶飛侖新材料有限公司主要經(jīng)營范圍是電子元器件，擁有一支專業(yè)技術(shù)團隊和良好的市場口碑。陶飛侖新材料致力于為客戶提供良好的鋁碳化硅，鋁碳化硼，銅碳化硅，碳化硅陶瓷，一切以用戶需求為中心，深受廣大客戶的歡迎。公司秉持誠信為本的經(jīng)營理念，在電子元器件深耕多年，以技術(shù)為先導(dǎo)，以自主產(chǎn)品為重點，發(fā)揮人才優(yōu)勢，打造電子元器件良好品牌。陶飛侖新材料憑借創(chuàng)新的產(chǎn)品、專業(yè)的服務(wù)、眾多的成功案例積累起來的聲譽和口碑，讓企業(yè)發(fā)展再上新高。