北京标准铝碳化硅行业标准

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。 杭州陶飞仑可根据客户产品技术要求定制化制备满足客户要求的铝碳化硅产品。北京标准铝碳化硅行业标准

熔渗法是AlSiC制备的关键，一般分为有压力渗透和无压力渗透，前者根据生产过程中压力施加的大小、方式的不同，又分为挤压熔渗、气压压力熔渗、离心熔渗铸造法等,主要特点是需要真空和高压设备，渗透时间较短，有效控制Al与SiC的界面反应，同时与精度的模具相配套，获得实用性发展。后者是将Al合金锭放置在SiC预制件上，在合金熔点以上保温，Al合金液依托毛细管力的作用自发渗入预制件中，所需设备简单，易于低成本制备，但产品的机械性能与热性能略低，对基体合金的成分有较为严格的要求，浸透需要在保护气氛中进行。粉末冶金法对SiC体积分数可在15% ~ 75%之间调节，SiC承载量大，但较难实现材料的一次成形。湖南好的铝碳化硅产业高体分铝碳化硅已经用于天空二号太阳板支架中。

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。

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。 高体分铝碳化硅广泛应用于新能源汽车的IGBT模块中。

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。铝碳化硅已经应用于机床-主轴、导轨。天津大规模铝碳化硅设计

杭州陶飞仑新材料有限公司研制的产品表面金属化焊接孔隙率小于3%。北京标准铝碳化硅行业标准

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。北京标准铝碳化硅行业标准

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