浙江功率半导体模块用铝碳化硅散热基板标准

AlSiC可制作出光电模块封装要求光学对准非常关键的复杂几何图形，精确控制图形尺寸，关键的光学对准部分无需额外的加工，保证光电器件的对接，降低成本。此外，AlSiC有优良的散热性能，能保持温度均匀性，并优化冷却器性能，改善光电器件的热管理。

AlSiC金属基复合材料正成为电子封装所需高K值以及可调的低CTE、低密度、**度与硬度的理想材料，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，可望替代分别以Kovar和W-Cu、Mo-Cu为**的***、第二代**电子封装合金，尤其在航空航天、***及民用电子器件的封装方面需求迫切。 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。浙江功率半导体模块用铝碳化硅散热基板标准

更为引人注目的是，在20世纪90年代末，铝碳化硅在大型客机上获得正式应用。普惠公司从PW4084发动机开始，将DWA公司生产的挤压态颗粒增强变形铝合金基复合材料（6092/SiC/17.5p-T6）作为风扇出口导流叶片，用于所有采用PW4000系发动机的波音777上。普惠公司的研发工作表明：作为风扇出口导流叶片或压气机静子叶片，铝基复合材料耐冲击（冰雹、鸟撞等外物损伤）能力比树脂基（石墨纤维/环氧）复合材料好，且任何损伤易于发现。此外，还具有七倍于树脂基复合材料的抗冲蚀（沙子、雨水）能力，并使成本下降三分之一以上。北京通用铝碳化硅方法铝碳化硅已经应用于跑车及飞机、高铁发动机刹车盘。

5、铝碳化硅材料制机械加工技术介绍：

铝碳化硅材料，尤其是高体分铝碳化硅机械加工是产品制造中的难点环节，主要体现在铝碳化硅的高耐磨，以及加工周期长等方面。

（1）、传统机械加工技术：SiC增强体颗粒比常用的刀具(如高速钢刀具和硬质合金刀具)的硬度高的多，在机械加工的过程中会引起剧烈的刀具磨损。PCD金刚石刀具虽然比增强体颗粒的硬度高，但硬度值相差不大，在切削加工高体分的颗粒增强AlSiC复合材料时仍然会快速磨损，且PCD金刚石刀具成本更高。众多研究表明，随着SiC含量的增大(13%～70%)，可切削性越来越差，加工效率随之降低，生产成本快速增加。若以45#钢的切削性能为1计量，此种材料的切削性能*为0.05～0.3。因此，复合材料的难加工性和昂贵的加工成本限制了AlSiC复合材料的广泛应用。

AlSiC的典型热膨胀系数为（6～9）X10-6/K，参考芯片的6X 10-6/K，如果再加上芯片下面焊接的陶瓷覆铜板，那么三倍的差异就从本质上消除了。同时AlSiC材质的热导率可高达（180～240）W/mK(25℃)，比铝合金热导率还高50%。英飞凌试验证明，采用AlSiC材料制作的IGBT基板，经过上万次热循环，模块工作良好如初，焊层完好。

AlSiC材料很轻，只有铜材的1/3，和铝差不多，但抗弯强度(>300MPa)却和钢材一样好。这使其在抗震性能方面表现***，超过铜基板。因此，在高功率电子封装方面，AlSiC材料以其独特的高热导、低热膨胀系数和抗弯强度的结合优势成为不可替代的材质。 铝碳化硅已经应用于玉兔号行走装置。

目前，铝碳化硅制备工艺中，在制备55vol%~ 75vol% SiC高含量的封装用AlSiC产品时多采用熔渗法，其实质是粉末冶金法的延伸。它通过先制备一定密度、强度的多孔碳化硅基体预制件，再渗以熔点比其低的金属填充预制件，其理论基础是在金属液润湿多孔基体时，在毛细管力作用下，金属液会沿颗粒间隙流动填充多孔预制作孔隙，脱模无需机械加工，在其表面上覆盖有一层0.13mm-0.25mm厚的完美铝层，按用途电镀上Ni、Au、Cd、Ag等，供封装使用。杭州陶飞仑新材料有限公司生产的高体分铝碳化硅涵盖50%-75%体分。安徽多功能铝碳化硅行业标准

杭州陶飞仑新材料有限公司生产的铝碳化硅热膨胀系数较低，比刚度较高。浙江功率半导体模块用铝碳化硅散热基板标准

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