河南标准铝碳化硅生产过程

2、铝碳化硅材料成型的关键技术：由于金属所固有的物理和化学特性，其加工性能不如树脂好，在制造铝基碳化硅材料中还需解决一些关键技术，其中主要表现于：加工温度高，在高温下易发生不利的化学反应；增强材料与基体浸润性差；增强材料在基体中的分布。

（1）、高温下的不利化学反应问题：在加工过程中，为了确保基体的浸润性和流动性，需要采用很高的加工温度（往往接近或高于基体的熔点）。在高温下，基体与增强材料易发生界面反应，生成有害的反应产物Al4C3，呈脆性，会成为铝碳化硅材料整体破坏的裂纹源。因此控制复合材料的加工温度是一项关键技术。该问题主要解决方法：①、尽量缩短高温加工时间，使增强材料与基体界面反应时间降低至比较低程度；②、通过提高工作压力使增强材料与基体浸润速度加快；③、采用扩散粘接法可有效地控制温度并缩短时间。 杭州陶飞仑新材料有限公司铝碳化硅产品覆盖轻质耐磨/高精密结构件、微波电子/光电/大功率 IGBT 模块封装等。河南标准铝碳化硅生产过程

低体分铝碳化硅（SiC体积比5%-35%）材料介绍与应用1、性能优势及应用方向：（1）、低密度：2.8g/cm3左右，比钢（7.9g/cm3）低，在汽车和列车刹车盘上可减重40%～60%，活塞（如丰田）可减重10%～5%；（2）、高比强度、高比刚度：（10%～35%）AlSiC刹车盘抗拉强度及弹性模量与铸铁差异不大，但由于其密度低，故其比强度及比模量可达铸铁的（2～4）倍；（3）、耐磨性好：（10%～35%）AlSiC复合材料能够使制动盘具有更好的耐磨性，使用寿命**加长，减少运行保养成本；（4）、耐热性好：铝合金具有较大的热容性和良好的导热性（丰田制造发动机活塞导热性比铸铁活塞导热性提升4倍），在相同速度相同载荷下，制动盘摩擦过程中温度变化较小，热裂纹产生的可能性减小、摩擦稳定性更好；（5）、主要应用方向及**零件：低体分铝碳化硅主要应用于轻量化、耐磨等方向，可替代铝合金、铸钢、铸铁、钛合金等材料。**零件为刹车类零件、活塞及连杆、战机腹鳍、直升机旋翼模锻件等。天津多功能铝碳化硅检测技术杭州陶飞仑新材料有限公司生产的铝碳化硅颗粒分布均匀，无颗粒聚集情况，加工性能优异。

碳化硅是铝基碳化硅颗粒增强复合材料的简称，它充分结合了碳化硅陶瓷和金属铝的不同优势，具有高导热性、与芯片相匹配的热膨胀系数、密度小、重量轻，以及高硬度和高抗弯强度，是新一代电子封装材料中的佼佼者。铝碳化硅封装材料满足了封装的轻便化、高密度化等要求，适用于航空、航天、高铁及微波等领域，是解决热学管理问题的优先材料，其可为各种微波和微电子以及功率器件、光电器件的封装与组装提供所需的热管理，新材料——铝碳化硅的应用也因此具有很大的市场潜力。

铝碳化硅研发较早，理论描述较为完善，其主要分类一般按照碳化硅体积含量可分为高体分铝碳化硅（SiC体积比55%-75%）、中体分铝碳化硅（SiC体积比35%-55%）、低体分铝碳化硅（SiC体积比5%-35%）。从产业化趋势看，AlSiC可实现低成本的、无需进一步加工的净成形(net-shape )或需少量加工的近净成形制造，还能与高散热材料（金刚石、高热传导石墨等）的经济性并存集成，满足：大批量倒装芯片封装微波电路模块光电封装所需材料的热稳定性及散温度均匀性要求，同时也是大功率晶体管绝缘栅双极晶体管（IGBT）等器件的推荐封装材料，提供良好的热循环及可靠性。杭州陶飞仑新材料有限公司可生产大尺寸的铝碳化硅结构件。

大电流IGBT（绝缘栅双极型晶体管）模块在工作时，会产生大量的热。尤其是工作电流达到600A以上的IGBT模块。类似功率模块的封装热管理工艺中，考虑的目标是消除热结。那么，需要在芯片底部和散热器之间的热通道建设尽量畅通。铜基板具有良好的导热能力，但铜的热膨胀系数接近IGBT芯片的三倍，而且IGBT芯片陶瓷衬底的面积可高达50mmx60mm，这三倍的差异在低功率模块封装可用陶瓷覆铜板或多层陶瓷覆铜板来过渡解决。高功率模块如果用铜基板去承载芯片衬底同时在下方接合散热器的话，焊接的铜基板经受不住1000次热循环，焊接外缘就会出现分层脱离。这种情况下压接法制造出的模块，如长期在震动环境下使用，如轨道机车、电动汽车、飞机等，其可靠性会大幅下降。那么，如何牢固封装高功率IGBT模块，使其在震动、高温、粉尘等环境下可使用呢？业界的办法是采用AlSiC材料来制作IGBT基板。杭州陶飞仑新材料有限公司生产的铝碳化硅热导率超过230W/m·K.天津多功能铝碳化硅检测技术

高体分铝碳化硅用于**惯性导航台体中。河南标准铝碳化硅生产过程

AESA由数以千计的T/R模块（有的高达9 000 个左右）构成，在每个T/R模块内部都有用GaAs 技术制作的功率发射放大器、低噪声接收放大器、T/ R开关、多功能增益/相位控制等电路芯片，**终生产关键在其封装技术上，因机载对其体积与重量的限制极为苛刻。AlSiC集低热胀、高导热、轻质于一体，采用AlSiC外壳封装T/R模块，包括S、C、X、Ku波段产品，可满足实用需求。雷达APG-77是一部典型多功能、多工作方式雷达，其AESA直 径约1m，用2 000个T/R模块构成，每个T/R模块 输出功率10W，移相器6位，接收噪声系数2.9dB，体积6.4cm3，重14.88g,平均故障间隔MTBF20万h，其发射功率比初期产品增加16倍，接收噪声系数降低1倍，体积重量减少83%,成本下降82%。以1000个T/R模块构成机载AESA雷达为例，用 AlSiC替代Kovar，雷达重量可减轻34kg，而热导率比Kovar提高10余倍，且提高整机可靠性MTBF达2000h以上。试验表明，即使AESA中10%的T/R模块产生故障，对系统无***影响，30%失效时，仍可维持基本工作性能，具有所谓的“完美降级” 能力。河南标准铝碳化硅生产过程

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