目前,鋁碳化硅制備工藝中,在制備55vol%~ 75vol% SiC高含量的封裝用AlSiC產(chǎn)品時(shí)多采用熔滲法,其實(shí)質(zhì)是粉末冶金法的延伸。它通過(guò)先制備一定密度、強(qiáng)度的多孔碳化硅基體預(yù)制件,再滲以熔點(diǎn)比其低的金屬填充預(yù)制件,其理論基礎(chǔ)是在金屬液潤(rùn)濕多孔基體時(shí),在毛細(xì)管力作用下,金屬液會(huì)沿顆粒間隙流動(dòng)填充多孔預(yù)制作孔隙,脫模無(wú)需機(jī)械加工,在其表面上覆蓋有一層0.13mm-0.25mm厚的完美鋁層,按用途電鍍上Ni、Au、Cd、Ag等,供封裝使用。鋁碳化硅已經(jīng)應(yīng)用于跑車及飛機(jī)、高鐵發(fā)動(dòng)機(jī)剎車盤(pán)。北京使用鋁碳化硅常見(jiàn)問(wèn)題
(3)、激光加工:目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)鋁基復(fù)合材料激光加工技術(shù)的研究主要集中在打孔、切割、劃線和型腔加工等方面。用自行研制的機(jī)械斬光盤(pán)調(diào)脈沖激光器切割試驗(yàn)表明,在高峰值能量、短脈沖寬度、高脈沖頻率和適當(dāng)?shù)钠骄β蕳l件下,采用高速多次重復(fù)走刀切割工藝,可以得到無(wú)裂紋的精細(xì)切口。有研究采用氧氣作輔助氣體,用800W的連續(xù)波CO2激光在厚度13.5mm的復(fù)合材料上加工出了直徑0.72mm的無(wú)損傷深孔,深徑比達(dá)18.75。有研究提出了基于裂紋加工單元的激光銑削方法,他們采用激光對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行了基于裂紋加工單元的激光銑削加工,并在零件上加工出了形狀較復(fù)雜的型腔。研究結(jié)果表明,采用該方法進(jìn)行激光銑削所需要的功率比通常的方法低。安徽鋁碳化硅量大從優(yōu)鋁碳化硅已經(jīng)應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)缸套。
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(shí)AlSiC材質(zhì)的熱導(dǎo)率可高達(dá)(180~240)W/mK(25℃),比鋁合金熱導(dǎo)率還高50%。英飛凌試驗(yàn)證明,采用AlSiC材料制作的IGBT基板,經(jīng)過(guò)上萬(wàn)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(qiáng)度(>300MPa)卻和鋼材一樣好。這使其在抗震性能方面表現(xiàn)***,超過(guò)銅基板。因此,在高功率電子封裝方面,AlSiC材料以其獨(dú)特的高熱導(dǎo)、低熱膨脹系數(shù)和抗彎強(qiáng)度的結(jié)合優(yōu)勢(shì)成為不可替代的材質(zhì)。
大電流IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)模塊在工作時(shí),會(huì)產(chǎn)生大量的熱。尤其是工作電流達(dá)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(biāo)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(dá)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(lái)過(guò)渡解決。高功率模塊如果用銅基板去承載芯片襯底同時(shí)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(huì)出現(xiàn)分層脫離。這種情況下壓接法制造出的模塊,如長(zhǎng)期在震動(dòng)環(huán)境下使用,如軌道機(jī)車、電動(dòng)汽車、飛機(jī)等,其可靠性會(huì)大幅下降。那么,如何牢固封裝高功率IGBT模塊,使其在震動(dòng)、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(lái)制作IGBT基板。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。
倒裝芯片封裝FCP技術(shù)優(yōu)勢(shì)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?zé)Y(jié)陶瓷以及印刷電路板相匹配,同時(shí)還具有髙熱傳導(dǎo)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(hù)。AlSiC可制作出復(fù)雜的外形,例如,AlSiC外殼產(chǎn)品有多個(gè)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(shè)計(jì)。AlSiC外形表面支持不同的標(biāo)識(shí)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。杭州陶飛侖新材料有限公司研制的產(chǎn)品表面金屬化焊接孔隙率小于3%。河南通用鋁碳化硅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
杭州陶飛侖新材料有限公司生產(chǎn)的鋁碳化硅致密度超過(guò)99.7%。北京使用鋁碳化硅常見(jiàn)問(wèn)題
3)、增強(qiáng)體SiC在基體中均勻分布的問(wèn)題:按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求,使增強(qiáng)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(guān)鍵技術(shù)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(tuán)聚,以及不同尺寸SiC顆粒均勻分布為一項(xiàng)難點(diǎn)。該問(wèn)題主要解決方法:①、對(duì)增強(qiáng)體SiC進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚?,使其浸漬基體速度加快;②、加入適當(dāng)?shù)暮辖鹪馗纳苹w的分散性;③、施加適當(dāng)?shù)膲毫?,使其分散性增大;④、施加外?chǎng)(磁場(chǎng),超聲場(chǎng)等)。北京使用鋁碳化硅常見(jiàn)問(wèn)題
杭州陶飛侖新材料有限公司主要經(jīng)營(yíng)范圍是電子元器件,擁有一支專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)和良好的市場(chǎng)口碑。公司自成立以來(lái),以質(zhì)量為發(fā)展,讓匠心彌散在每個(gè)細(xì)節(jié),公司旗下鋁碳化硅,鋁碳化硼,銅碳化硅,碳化硅陶瓷深受客戶的喜愛(ài)。公司注重以質(zhì)量為中心,以服務(wù)為理念,秉持誠(chéng)信為本的理念,打造電子元器件良好品牌。在社會(huì)各界的鼎力支持下,持續(xù)創(chuàng)新,不斷鑄造***服務(wù)體驗(yàn),為客戶成功提供堅(jiān)實(shí)有力的支持。