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湖北大規(guī)模鋁碳化硅技術(shù)規(guī)范

來源: 發(fā)布時(shí)間:2021-12-05

倒裝芯片封裝FCP技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于能大幅度提高產(chǎn)品的電性能、散熱效能,適合高引腳數(shù)、高速、多功 能的器件。AlSiC的CTE能夠與介電襯底、焊球陣列、低溫?zé)Y(jié)陶瓷以及印刷電路板相匹配,同時(shí)還具有髙熱傳導(dǎo)率、**度和硬度,是倒裝焊蓋板的理想材料,為芯片提供高可靠保護(hù)。AlSiC可制作出復(fù)雜的外形,例如,AlSiC外殼產(chǎn)品有多個(gè)空腔,可容納多塊芯片,用于提供器件連接支柱、填充材料的孔以及不同的凸緣設(shè)計(jì)。AlSiC外形表面支持不同的標(biāo)識(shí)和表面處理方法,包括激光打印、油漆、油墨、絲網(wǎng)印刷、電鍍,完全滿足FCP工藝要求。因鋁碳化硅具有熱導(dǎo)率高、熱膨脹系數(shù)低(熱膨脹系數(shù)同芯片材料相近),有效減少芯片和電路開裂的幾率。湖北大規(guī)模鋁碳化硅技術(shù)規(guī)范

(2)、增強(qiáng)體SiC與基體鋁浸潤(rùn)性差的問題:增強(qiáng)材料與基體浸潤(rùn)性差是鋁碳化硅材料制造的又一關(guān)鍵技術(shù),基體對(duì)增強(qiáng)材料浸潤(rùn)性差,有時(shí)根本不發(fā)生潤(rùn)濕現(xiàn)象。該問題主要解決方法:①、加入合金元素,優(yōu)化基體組分,改善基體對(duì)增強(qiáng)體的浸潤(rùn)性,常用的合金元素有:鎂、硅等;②、對(duì)增強(qiáng)材料SiC進(jìn)行表面處理,涂敷一層可抑制界面反應(yīng)的涂層,可有效改善其浸潤(rùn)性,表面涂層涂覆方法較多,如化學(xué)氣相沉積,物***相沉積,溶膠-凝膠和電鍍或化學(xué)鍍等。湖北大規(guī)模鋁碳化硅技術(shù)規(guī)范高體分鋁碳化硅已經(jīng)用于天空二號(hào)太陽板支架中。

鋁碳化硅是目前金屬基復(fù)合材料中**常見、**重要的材料之一。鋁碳化硅是一種顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料,采用Al合金作基體,按設(shè)計(jì)要求,以一定形式、比例和分布狀態(tài),用SiC顆粒作增強(qiáng)體,構(gòu)成有明顯界面的多組相復(fù)合材料,兼具單一金屬不具備的綜合優(yōu)越性能。鋁碳化硅研發(fā)較早,理論描述較為完善,其主要分類一般按照碳化硅體積含量可分為高體分鋁碳化硅(SiC體積比55%-75%)、中體分鋁碳化硅(SiC體積比35%-55%)、低體分鋁碳化硅(SiC體積比5%-35%)。

AESA由數(shù)以千計(jì)的T/R模塊(有的高達(dá)9 000 個(gè)左右)構(gòu)成,在每個(gè)T/R模塊內(nèi)部都有用GaAs 技術(shù)制作的功率發(fā)射放大器、低噪聲接收放大器、T/ R開關(guān)、多功能增益/相位控制等電路芯片,**終生產(chǎn)關(guān)鍵在其封裝技術(shù)上,因機(jī)載對(duì)其體積與重量的限制極為苛刻。AlSiC集低熱脹、高導(dǎo)熱、輕質(zhì)于一體,采用AlSiC外殼封裝T/R模塊,包括S、C、X、Ku波段產(chǎn)品,可滿足實(shí)用需求。雷達(dá)APG-77是一部典型多功能、多工作方式雷達(dá),其AESA直 徑約1m,用2 000個(gè)T/R模塊構(gòu)成,每個(gè)T/R模塊 輸出功率10W,移相器6位,接收噪聲系數(shù)2.9dB,體積6.4cm3,重14.88g,平均故障間隔MTBF20萬h,其發(fā)射功率比初期產(chǎn)品增加16倍,接收噪聲系數(shù)降低1倍,體積重量減少83%,成本下降82%。以1000個(gè)T/R模塊構(gòu)成機(jī)載AESA雷達(dá)為例,用 AlSiC替代Kovar,雷達(dá)重量可減輕34kg,而熱導(dǎo)率比Kovar提高10余倍,且提高整機(jī)可靠性MTBF達(dá)2000h以上。試驗(yàn)表明,即使AESA中10%的T/R模塊產(chǎn)生故障,對(duì)系統(tǒng)無***影響,30%失效時(shí),仍可維持基本工作性能,具有所謂的“完美降級(jí)” 能力。我司主要研制、生產(chǎn)低體分和高體分的金屬陶瓷復(fù)合材料。

鋁基碳化硅(AlSiC)的全稱是鋁基碳化硅顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料,采用鋁合金作為基體,按設(shè)計(jì)要求,以一定形式、比例和分布狀態(tài),用SiC顆粒作為增強(qiáng)體,構(gòu)成有明顯界面的多組相復(fù)合材料,兼具單一金屬不具備的綜合優(yōu)越性能。它充分結(jié)合了碳化硅陶瓷和金屬鋁的不同優(yōu)勢(shì),具有高導(dǎo)熱性、與芯片相匹配的熱膨脹系數(shù)、密度小、重量輕,以及高硬度和高抗彎強(qiáng)度。其特性主要取決于碳化硅的體積分?jǐn)?shù)(含量)及分布和粒度大小,以及鋁合金成份等因素。高體分鋁碳化硅復(fù)合材料具有強(qiáng)度高、高導(dǎo)熱、低熱膨脹系數(shù)等優(yōu)異性能。湖北大規(guī)模鋁碳化硅生產(chǎn)過程

高體分鋁碳化硅廣泛應(yīng)用于微電子的散熱基板中。湖北大規(guī)模鋁碳化硅技術(shù)規(guī)范

3)、增強(qiáng)體SiC在基體中均勻分布的問題:按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需求,使增強(qiáng)材料SiC均勻地分布于基體中也是鋁碳化硅材料制造中的關(guān)鍵技術(shù)之一。尤其是在低體份鋁碳化硅攪拌法、真空壓力浸滲法、粉末冶金法中,SiC顆粒的團(tuán)聚,以及不同尺寸SiC顆粒均勻分布為一項(xiàng)難點(diǎn)。該問題主要解決方法:①、對(duì)增強(qiáng)體SiC進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚恚蛊浣n基體速度加快;②、加入適當(dāng)?shù)暮辖鹪馗纳苹w的分散性;③、施加適當(dāng)?shù)膲毫Γ蛊浞稚⑿栽龃?;④、施加外?chǎng)(磁場(chǎng),超聲場(chǎng)等)。湖北大規(guī)模鋁碳化硅技術(shù)規(guī)范

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