北京大規(guī)模鋁碳化硅常見問題

來源: 發(fā)布時間:2021-12-05

作為結(jié)構(gòu)件或結(jié)構(gòu)-功能一體化構(gòu)件,中體分鋁碳化硅可用于我國高分辨率遙感衛(wèi)星的光機結(jié)構(gòu)。例如,在高分辨率遙感衛(wèi)星的詳查相機上,若采用這種高剛度、低膨脹的復合材料制作其空間光學反射鏡坯,不僅可近無余量地獲得整體性(無需連接)的復雜輕量化結(jié)構(gòu),而且由于剛度高、韌性好、可直接加工和裝配,故而可省去現(xiàn)用微晶玻璃反射鏡所必須的沉重的鏡框,從而簡化結(jié)構(gòu),減輕重量,并***降低光機結(jié)構(gòu)的研制周期、難度和成本。同時,由于鋁碳化硅的熱擴散系數(shù)遠高于微晶玻璃,因此可大幅度減少小光機結(jié)構(gòu)的時間常數(shù)和熱慣性,使結(jié)構(gòu)更容易達到熱平衡,進而易于保持光學鏡面。另外,由于采用該復合材料的光機系統(tǒng)在大范圍高低溫交替變化下產(chǎn)生的熱光學誤差較小,這將可以簡化甚至可能取消通常必須采用的主動溫控系統(tǒng),從而實現(xiàn)降低遙感器分系統(tǒng)甚至整星系統(tǒng)的功耗、提高系統(tǒng)可靠性和壽命的目的。杭州陶飛侖致力于新型特種陶瓷、金屬陶瓷復合材料的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和技術服務為一體的高科技企業(yè)。北京大規(guī)模鋁碳化硅常見問題

鋁碳化硅是目前金屬基復合材料中**常見、**重要的材料之一。鋁碳化硅是一種顆粒增強金屬基復合材料,采用Al合金作基體,按設計要求,以一定形式、比例和分布狀態(tài),用SiC顆粒作增強體,構(gòu)成有明顯界面的多組相復合材料,兼具單一金屬不具備的綜合優(yōu)越性能。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%)。陜西好的鋁碳化硅設備高體分鋁碳化硅廣泛應用于雷達的T/R組件中。

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盡量暢通。銅基板具有良好的導熱能力,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。

倒裝芯片封裝FCP技術優(yōu)勢在于能大幅度提高產(chǎn)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(jié)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(chǎn)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(wǎng)印刷、電鍍,完全滿足FCP工藝要求。鋁碳化硅已經(jīng)應用于PW4000發(fā)動機風扇出口導葉。

5、鋁碳化硅材料制機械加工技術介紹:

鋁碳化硅材料,尤其是高體分鋁碳化硅機械加工是產(chǎn)品制造中的難點環(huán)節(jié),主要體現(xiàn)在鋁碳化硅的高耐磨,以及加工周期長等方面。

(1)、傳統(tǒng)機械加工技術:SiC增強體顆粒比常用的刀具(如高速鋼刀具和硬質(zhì)合金刀具)的硬度高的多,在機械加工的過程中會引起劇烈的刀具磨損。PCD金剛石刀具雖然比增強體顆粒的硬度高,但硬度值相差不大,在切削加工高體分的顆粒增強AlSiC復合材料時仍然會快速磨損,且PCD金剛石刀具成本更高。眾多研究表明,隨著SiC含量的增大(13%~70%),可切削性越來越差,加工效率隨之降低,生產(chǎn)成本快速增加。若以45#鋼的切削性能為1計量,此種材料的切削性能*為0.05~0.3。因此,復合材料的難加工性和昂貴的加工成本限制了AlSiC復合材料的廣泛應用。 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,廣泛應用于電子封裝領域。上海大規(guī)模鋁碳化硅推薦廠家

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(2)、增強體SiC與基體鋁浸潤性差的問題:增強材料與基體浸潤性差是鋁碳化硅材料制造的又一關鍵技術,基體對增強材料浸潤性差,有時根本不發(fā)生潤濕現(xiàn)象。該問題主要解決方法:①、加入合金元素,優(yōu)化基體組分,改善基體對增強體的浸潤性,常用的合金元素有:鎂、硅等;②、對增強材料SiC進行表面處理,涂敷一層可抑制界面反應的涂層,可有效改善其浸潤性,表面涂層涂覆方法較多,如化學氣相沉積,物***相沉積,溶膠-凝膠和電鍍或化學鍍等。北京大規(guī)模鋁碳化硅常見問題

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