铝碳化硅复合材料(AlSiC)是一种由铝合金作为基体,碳化硅颗粒作为增强体的复合材料。它结合了碳化硅陶瓷和金属铝的不同优势,具有高导热、低膨胀、高强度和轻量化的特点。
铝碳化硅复合材料的特点
高导热性 :铝碳化硅具有非常高的导热率,通常在170~200W/mK之间,是一般封装材料的十倍,能够迅速将芯片产生的热量散发出去,提高元器件的可靠性和稳定性。
低膨胀系数 :其热膨胀系数与半导体芯片和陶瓷基片相匹配,可调的热膨胀系数在6.5~9.5之间,这有助于防止因温度变化引起的疲劳失效。
高强度和轻量化 :铝碳化硅不仅具有高强度,还具有很低的密度,这使得其在需要轻量化的应用中非常有优势,如航空航天、高铁和微波等领域。
高硬度和高抗弯强度 :铝碳化硅的硬度仅次于金刚石等超硬磨料,具有很高的抗弯强度,适用于高应力的应用场景。
应用领域
铝碳化硅复合材料广泛应用于以下领域:
功率模块的散热基板 :如IGBT、二极管等电子元件的散热需求。
半导体封装材料 :因其高导热性和低膨胀系数,非常适合用于半导体芯片的封装。
微波器件 :铝碳化硅在微波器件中的应用也非常广泛。
光学和通信设备部件 :由于其轻量化和高强度特性,适用于各种光学和通信设备。
轨道机车、飞机、军工产品 :铝碳化硅基板在这些高应力、高频率振动的应用中表现出色。
制造工艺
铝碳化硅复合材料的制造工艺通常包括以下几个步骤:
预制形制造 :将碳化硅颗粒制造成目标成品形状的预制形(陶瓷预制形)。
复合 :将预制形的碳化硅颗粒与铝合金基体进行复合,形成铝碳化硅复合材料。
加工 :通过CNC数控机床进行铣削和磨削加工,以达到所需的尺寸和表面质量。
铝碳化硅复合材料因其优异的性能,已经成为新一代电子封装材料中的佼佼者,广泛应用于高要求的热管理、高强度和轻量化应用场景中。