浙江大規(guī)模鋁碳化硅設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

來源: 發(fā)布時間:2021-12-02

鋁碳化硅在T/R組件中的應(yīng)用:本世紀(jì)初,美國的AlSiC年產(chǎn)量超過100萬件,T/ R模塊已經(jīng)由“磚”式封裝向很薄、邊長5cm或更小方塊形的“瓦”式封裝發(fā)展,進(jìn)一步降低T/R模塊的尺寸、厚度、重量以及所產(chǎn)生的熱量。歐洲防務(wù)公司、法、英、德聯(lián)合開發(fā)機(jī)載AESA及T/R模塊技術(shù),研制具有1200個T/R模塊全尺寸樣機(jī)的試驗工作,俄羅斯積極著手研制第4代戰(zhàn)斗機(jī)用AESA雷達(dá),以色列、瑞典研制出輕型機(jī)載AESA預(yù)警雷達(dá),機(jī)載AESA及 T/R模塊市場持續(xù)升溫。鋁碳化硅可替代鋁合金、不銹鋼、鈦合金等用于高精度精密結(jié)構(gòu)件中。浙江大規(guī)模鋁碳化硅設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

鋁碳化硅研發(fā)較早,理論描述較為完善,其主要分類一般按照碳化硅體積含量可分為高體分鋁碳化硅(SiC體積比55%-75%)、中體分鋁碳化硅(SiC體積比35%-55%)、低體分鋁碳化硅(SiC體積比5%-35%)。從產(chǎn)業(yè)化趨勢看,AlSiC可實現(xiàn)低成本的、無需進(jìn)一步加工的凈成形(net-shape )或需少量加工的近凈成形制造,還能與高散熱材料(金剛石、高熱傳導(dǎo)石墨等)的經(jīng)濟(jì)性并存集成,滿足:大批量倒裝芯片封裝微波電路模塊光電封裝所需材料的熱穩(wěn)定性及散溫度均勻性要求,同時也是大功率晶體管絕緣柵雙極晶體管(IGBT)等器件的推薦封裝材料,提供良好的熱循環(huán)及可靠性。天津通用鋁碳化硅產(chǎn)業(yè)鋁碳化硅已經(jīng)應(yīng)用于機(jī)床-主軸、導(dǎo)軌。

杭州陶飛侖新材料有限公司是一家同時集成低、高體分鋁碳化硅材料設(shè)計、材料制造(陶瓷制備、復(fù)合成型、機(jī)械加工和后處理)于一身的****。已在該方向擁有多項**。采取多孔陶瓷預(yù)制體+真空壓力浸滲+機(jī)械加工的技術(shù)路徑來制備鋁碳化硅復(fù)合材料。具有多種技術(shù)優(yōu)勢,如燒結(jié)周期短(燒結(jié)周期縮短為1/4以內(nèi))、熱導(dǎo)率高、高速成型、高精密加工(尺寸精度±0.005mm;平行度、垂直度、平面度±5μm;表面光潔度≤Ra0.01;RMS≤20nm;鉆孔直徑≥0.5mm、攻絲≥M2.5、ST2.5、槽寬≥0.5mm):此外,還有多項創(chuàng)新儲備技術(shù)將陸續(xù)產(chǎn)業(yè)化。

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(yù)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。高體分鋁碳化硅用于光學(xué)遙感衛(wèi)星光學(xué)反射鏡中。

AESA由數(shù)以千計的T/R模塊(有的高達(dá)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(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(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。高體分鋁碳化硅真空壓力浸滲工藝流程包括:陶瓷多孔預(yù)制件制備、真空壓力浸滲、成型件繼續(xù)加工。陜西多功能鋁碳化硅電話多少

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。浙江大規(guī)模鋁碳化硅設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

封裝金屬基復(fù)合材料的增強(qiáng)體有數(shù)種,SiC是其中應(yīng)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(shù)成熟,價格相對較低;另一方面,顆粒增強(qiáng)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?jǐn)?shù)(含量)及分布和粒度大小,以及Al合金成分等。依據(jù)兩相比例或復(fù)合材料的熱處理狀態(tài),可對材料熱物理與力學(xué)性能進(jìn)行設(shè)計,從而滿足芯片封裝多方面的性能要求。其中,SiC體積分?jǐn)?shù)尤為重要,實際應(yīng)用時,AlSiC與 芯片或陶瓷基體直接接觸,要求CTE盡可能匹配。浙江大規(guī)模鋁碳化硅設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

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