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鋁碳化硅復(fù)合材料在電子封裝上的應(yīng)用

文章出處:http://www.g4qi.com/industry/159.html人氣:740時間:2020-06-05

鋁碳化硅分子式為:AlSiC(SICP/Al或Al/SiC、SiC/Al),這是一種全新的復(fù)合材料,屬于顆粒增強金屬基復(fù)合材料。利用鋁合金作為基體,再以一定的比例和形態(tài)以及分布布局混合而成。其中碳化硅顆粒起到增強體的作用,形成具有界面明顯的多組相復(fù)合材料,彌補了單一金屬的特性單一問題,讓其具備更全面的物理特性。 
鋁碳化硅目前的普及率還不算高,目前主要的應(yīng)用范圍主要集中在:微波集成電路、航空康體、功率模組等領(lǐng)域。鋁碳化硅材料內(nèi)部的配比并沒有完全一致的標(biāo)準(zhǔn),可以根據(jù)實際情況來進(jìn)行配比。目前硅含量 70wt% SiC體積占比 50%-75% AlSiC研發(fā)較早,理論基礎(chǔ)也相對完善,并且已經(jīng)率先在電子封裝領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了規(guī)?;慨a(chǎn)。它的出現(xiàn)解決了傳統(tǒng)材料不能滿足半導(dǎo)體芯片集成度沿摩爾定律提高導(dǎo)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"的瓶頸。未來鋁碳化硅勢必在電子封裝領(lǐng)域有著更為廣闊的舞臺。

鋁碳化硅封裝殼鋁碳化硅封裝殼

封裝金屬基復(fù)合材料的增強體有數(shù)種,碳化硅是其中應(yīng)用最為廣泛的一類。首先這主要是因其具有很優(yōu)異的熱性能,而且它用作顆粒磨料的技術(shù)也已經(jīng)非常成熟,同時價格也比較低廉。其次顆粒增強體材料具有各向同性,最有利于實現(xiàn)凈成形。鋁碳化硅的特性主要收碳化硅的含量、分布狀態(tài)和粒度尺寸以及鋁的含量。這些因素都是影響鋁碳化硅特性的重要因素。
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,為此SiC體積百分?jǐn)?shù)vol通常為50%-75%。 此外,AlSiC可將多種電子封裝材料并存集成,用作封裝整體化,發(fā)展其他功能及用途。研制成功將高性能、散熱快的Cu基封裝材料塊(Cu-金剛石、Cu-石墨、Cu-BeO等)嵌入SiC預(yù)制件中,通過金屬Al熔滲制作并存集成的封裝基片。在AlSiC并存集成過程中,可在最需要的部位設(shè)置這些昂貴的快速散熱材料,降低成本,擴大生產(chǎn)規(guī)模,嵌有快速散熱材料的AlSiC倒裝片系統(tǒng)正在接受測試和評估。另外,還可并存集成48號合金、Kovar和不銹鋼等材料,此類材料或插件、引線、密封環(huán)、基片等,在熔滲之前插入SiC預(yù)成型件內(nèi),在AlSiC復(fù)合成形過程中,經(jīng)濟地完成并存集成,方便光電器件封裝的激光連接。 

采用噴射沉積技術(shù),制備了內(nèi)部組織均勻、性能優(yōu)良、Si含量高達(dá)70wt%(重量百分率)的高硅鋁合金SiAl封裝材料,高硅鋁合金的CTE與Si、GaAs相匹配,也可用于射頻、微波電路的封裝及航空航天電子系統(tǒng)中,發(fā)展為一種輕質(zhì)金屬封裝材料。 鋁碳化硅(AlSiC)金屬基熱管理復(fù)合材料,是電子元器件專用封裝材料,主要是指將鋁與高體積分?jǐn)?shù)的碳化硅復(fù)合成為低密度、高導(dǎo)熱率和低膨脹系數(shù)的封裝 材料,以解決電子電路的熱失效問題。
鈞杰陶瓷在鋁碳化硅加工領(lǐng)域具有獨到優(yōu)勢,我們通過長期的工藝研發(fā),鉆研出一套完善的加工工藝,可以為您加工各類復(fù)雜鋁碳化硅制品。

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