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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(chǎn)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(jié)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。 高體分鋁碳化硅生產(chǎn)工藝流程多采用真空壓力浸滲法。陜西鋁碳化硅設備
火星大氣密度約為地球的百分之一,主要成分是二氧化碳。表面平均溫度大約為-60℃,比較低-123℃,比較高為27℃。中國***火星探測任務工程火星探測器*****孫澤洲介紹,為適應火星的特殊環(huán)境,火星車將采用復合記憶纖維、鋁基碳化硅、蜂窩夾層等多種材料制造。它充分結(jié)合了碳化硅陶瓷和金屬鋁的不同優(yōu)勢,具有高導熱性、與芯片相匹配的熱膨脹系數(shù)、密度小、重量輕,以及高硬度和高抗彎強度。其特性主要取決于碳化硅的體積分數(shù)(含量)及分布和粒度大小,以及鋁合金成份。浙江鋁碳化硅模具用什么材質(zhì)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)。
AlSiC可制作出光電模塊封裝要求光學對準非常關鍵的復雜幾何圖形,精確控制圖形尺寸,關鍵的光學對準部分無需額外的加工,保證光電器件的對接,降低成本。此外,AlSiC有優(yōu)良的散熱性能,能保持溫度均勻性,并優(yōu)化冷卻器性能,改善光電器件的熱管理。
AlSiC金屬基復合材料正成為電子封裝所需高K值以及可調(diào)的低CTE、低密度、**度與硬度的理想材料,為各種微波和微電子以及功率器件、光電器件的封裝與組裝提供所需的熱管理,可望替代分別以Kovar和W-Cu、Mo-Cu為**的***、第二代**電子封裝合金,尤其在航空航天、***及民用電子器件的封裝方面需求迫切。
熔滲法是AlSiC制備的關鍵,一般分為有壓力滲透和無壓力滲透,前者根據(jù)生產(chǎn)過程中壓力施加的大小、方式的不同,又分為擠壓熔滲、氣壓壓力熔滲、離心熔滲鑄造法等,主要特點是需要真空和高壓設備,滲透時間較短,有效控制Al與SiC的界面反應,同時與精度的模具相配套,獲得實用性發(fā)展。后者是將Al合金錠放置在SiC預制件上,在合金熔點以上保溫,Al合金液依托毛細管力的作用自發(fā)滲入預制件中,所需設備簡單,易于低成本制備,但產(chǎn)品的機械性能與熱性能略低,對基體合金的成分有較為嚴格的要求,浸透需要在保護氣氛中進行。粉末冶金法對SiC體積分數(shù)可在15% ~ 75%之間調(diào)節(jié),SiC承載量大,但較難實現(xiàn)材料的一次成形。杭州陶飛侖新材料有限公司生產(chǎn)的鋁碳化硅熱膨脹系數(shù)較低,比剛度較高。
在長期使用中,許多封裝尺寸、外形都已標準化、系列化,存在的主要缺陷是無法適應高性能芯片封裝要求。例如,Kovar ( 一種Fe-Co-Vi合金)和Invar (一種Fe-Ni合金)的CTE低,與芯片材料相近,但其K值差、密度高、比剛度低,無法***滿足電子封裝小型化、高密度、熱量易散發(fā)的應用需求。合金是由兩種或兩種以上的金屬元素或金屬與非金屬元素所組成的金屬材料,具有其綜合的優(yōu)勢性能。隨之發(fā)展的Mo80Cu20、Cu/ Invar/Cu、Cu/ Mo/Cu 等合金在熱傳導方面優(yōu)于Kovar,但其密度大于Kovar,仍不適合用作航空航天所需輕質(zhì)的器件封裝材料。鋁碳化硅已經(jīng)應用于豐田發(fā)動機缸體。陜西通用鋁碳化硅方法
高體分鋁碳化硅目前已應用于光學反射鏡、空間掃描機構主框架及光學平臺、衛(wèi)星箱體及蓋板、散熱基板領域。陜西鋁碳化硅設備
鋁基碳化硅(AlSiC)的全稱是鋁基碳化硅顆粒增強復合材料,采用鋁合金作為基體,按設計要求,以一定形式、比例和分布狀態(tài),用SiC顆粒作為增強體,構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。它充分結(jié)合了碳化硅陶瓷和金屬鋁的不同優(yōu)勢,具有高導熱性、與芯片相匹配的熱膨脹系數(shù)、密度小、重量輕,以及高硬度和高抗彎強度。其特性主要取決于碳化硅的體積分數(shù)(含量)及分布和粒度大小,以及鋁合金成份等因素。陜西鋁碳化硅設備
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