湖北多功能铝碳化硅发展现状

铝碳化硅是目前金属基复合材料中**常见、**重要的材料之一。铝碳化硅是一种颗粒增强金属基复合材料，采用Al合金作基体，按设计要求，以一定形式、比例和分布状态，用SiC颗粒作增强体，构成有明显界面的多组相复合材料，兼具单一金属不具备的综合优越性能。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%）。高体分铝碳化硅用于空间扫描机构框架中。湖北多功能铝碳化硅发展现状

IC产业的发展与其设计、测试、流片、封装等 各环节密切相联，**终在市场应用中体现价值认同，良性循环形成量产规模，实现经济效益。封装技术至关重要，尤其是***产品大多采用金属封装、陶瓷封装结构，确保器件、模块、组件、系统的整体可靠性。金属封装气密性高，散热性好，形状可多样化，有圆形、菱形、扁平形、浅腔与深腔形等，其材料难以满足当今航空航天、舰船、雷达、电子战、精确打击、天基和海基系统对大功率、微波器件封装的需求。按目前VLSI电路功耗的同一方法计算，未来的SoC芯片将达到太阳表面温度，现有的设计和封装方法已不能满足功率SoC系统的需求。AlSiC恰好首先在这一领域发挥作用，现以***为主，进而推向其他市场。湖南新型铝碳化硅生产过程杭州陶飞仑经过不断研究，创新性的开发出高效率、低成本的高体分大尺寸铝碳化硅结构件制备工艺。

二、高体分铝碳化硅（SiC体积比55%-75%）材料介绍与应用1、性能优势及应用方向：（1）、低密度：（55%～75%）电子封装及热控元件用铝碳化硅的密度一般在3.1g/cm3左右，密度**低于W/Cu合金（｛11～18｝g/cm3）、Mo/Cu合金（｛9～10｝g/cm3）和Kovar合金（8.3g/cm3），可有效减重。以替代W/Cu合金用作雷达微波功率管封装底座为例，在同样的强度和刚度条件下，可减重高达80%以上。（2）、低膨胀系数：（55%～75%）电子封装及热控元件用铝碳化硅膨胀系数一般为（6～9）×10-6m/℃（-60℃～200℃），远低于W/Cu合金（｛7～13｝×10-6/K）、Mo/Cu合金（｛7～13｝×10-6/K）等传统封装材料，与Si、GaAs、AlN等无机陶瓷基片材料热匹配良好。

铝碳化硅复合材料虽然有很多优点，但优点有时就是缺点，如铝碳化硅材料抗磨，可做赛车、飞机的刹车件，但会造成机加的成本非常高。那么，整体零件一次铸造成形，就成了铝碳化硅零件的生产特征之一。另外，因为铝碳化硅的铸造环境相当**（普通的铸造手段是无法把铝液铸造进陶瓷之中的），那么，通用的精密铸造模具材料都不可使用，如精密铸造**常见的陶瓷型壳，放到铝碳化硅的铸造环境下，铝液会铸造进型壳之中，无法打型出产品。但杭州陶飞仑新材料有限公司采用创新型工艺方法，可有效避免了此类问题的发生。高体分铝碳化硅目前已应用于光学反射镜、空间扫描机构主框架及光学平台、卫星箱体及盖板、散热基板领域。

3）、增强体SiC在基体中均匀分布的问题：按结构设计需求，使增强材料SiC均匀地分布于基体中也是铝碳化硅材料制造中的关键技术之一。尤其是在低体份铝碳化硅搅拌法、真空压力浸渗法、粉末冶金法中，SiC颗粒的团聚，以及不同尺寸SiC颗粒均匀分布为一项难点。该问题主要解决方法：①、对增强体SiC进行适当的表面处理，使其浸渍基体速度加快；②、加入适当的合金元素改善基体的分散性；③、施加适当的压力，使其分散性增大；④、施加外场(磁场,超声场等)。杭州陶飞仑公司铝碳化硅相关方产品主要应用于航空、航天、电子、电力等多个行业。河北质量铝碳化硅设备

铝碳化硅已经应用于机床-主轴、导轨。湖北多功能铝碳化硅发展现状

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。湖北多功能铝碳化硅发展现状

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