因而用碳纤维(石墨纤维)增强的铜基复合材料在高功率密度应用领域很有吸引力。与铜复合的材料沿碳纤维长度方向CTE为-0.5×10-6K-1,热导率600-750W(m-1K-1),而垂直于碳纤维长度方向的CTE为8×10-6K-1,热导率为51-59W(m-1K-1),比沿纤维长度方向的热导率至少低一个数量级。这种材料已在金属封装中得到广泛使用,如美国Sinclair公司在功率器
金属管壳厂
因而用碳纤维(石墨纤维)增强的铜基复合材料在高功率密度应用领域很有吸引力。与铜复合的材料沿碳纤维长度方向CTE为-0.5×10-6K-1,热导率600-750W(m-1K-1),而垂直于碳纤维长度方向的CTE为8×10-6K-1,热导率为51-59W(m-1K-1),比沿纤维长度方向的热导率至少低一个数量级。这种材料已在金属封装中得到广泛使用,如美国Sinclair公司在功率器件的金属封装中使用Glidcop代替无氧高导铜作为底座。美国Sencitron公司在TO-254气密金属封装中使用陶瓷绝缘子与Glidcop引线封接。冷作硬化的全铜尽管有较高的抗拉强度,但在外壳生产制造或密封性时不高的溫度便会使它淬火变软,在开展机械设备冲击性或稳定瞬时速度实验时导致外壳底端形变。+虽然设计者可以采用类似铜的办法解决这个问题,但铜、铝与芯片、基板严重的热失配,给封装的热设计带来很大困难,影响了它们的广泛使用。1.2 钨、钼Mo的CTE为5.35×10-6K-1,与可伐和Al2O3非常匹配,它的热导率相当高,为138 W(m-K-1),故常作为气密封装的底座与可伐的侧墙焊接在一起,用在很多中、高功率密度的金属封装中
Cu基复合材料纯铜具有较低的退火点,它制成的底座出现软化可以导致芯片和/或基板开裂。为了提高铜的退火点,可以在铜中加入少量Al2O3、锆、银、硅。这些物质可以使无氧高导铜的退火点从320℃升高到400℃,而热导率和电导率损失不大。金属基复合材料金属封装是采用金属作为壳体或底座,芯片直接或通过基板安装在外壳或底座上,引线穿过金属壳体或底座大多采用玻璃—金属封接技术的一种电子封装形式。它广泛用于混合电路的封装,主要是和定制的气密封装,在许多领域,尤其是在军事及航空航天领域得到了广泛的应用。它普遍用以混和电源电路的封裝,主要是和订制的型气密性封裝,在很多行业,尤其是在及航天航空行业获得了普遍的运用。金属封装外壳编程囊括了加工的工序设定、刀具选择,转速设定,刀具每次进给的距离等等。此外,不同产品的装夹方式不同,在加工前要设计好夹具,部分结构复杂产品需要做专门的夹具
可伐可伐合金(Fe-29Ni-17Co,牌号4J29)的CTE与Si、GaAs以及Al2O3、BeO、AIN的CTE较为接近,具有良好的焊接性、加工性,能与硼硅硬玻璃匹配封接,在低功率密度的金属封装中得到广泛的使用。但由于其热导率低,电阻率高,密度也较大,使其广泛应用受到了很大限制。用作封装的底座或散热片时,这种复合材料把热量带到下一级时,并不十分有效,但是在散热方面是极为有效的。这与纤维本身的各向异性有关,纤维取向以及纤维体积分数都会影响复合材料的性能。非常好的导热性,提供热耗散;③非常好的导电性,减少传输延迟;④良好的EMI/RFI屏蔽能力;金属封装机壳除此之外相对密度很大,不宜航空公司、航空航天主要用途。 ⑤较低的密度,足够的强度和硬度,良好的加工或成形性能;⑥可镀覆性、可焊性和耐蚀性,以实现与芯片、盖板、印制板的可靠结合、密封和环境的保护;⑦较低的成本。传统金属封装材料包括Al、Cu、Mo、W、钢、可伐合金以及Cu/W和Cu/Mo等
传统金属封装材料及其局限性芯片材料如Si、GaAs以及陶瓷基板材料如A12O3、BeO、AIN等的热膨胀系数(CTE)介于3×10-6-7×10-6K-1之间。金属封装材料为实现对芯片支撑、电连接、热耗散、机械和环境的保护,应具备以下的要求:①与芯片或陶瓷基板匹配的低热膨胀系数,减少或避免热应力的产生;此外,为解决封装的散热问题,各类封装也大多使用金属作为热沉和散热片。本文主要介绍在金属封装中使用和正在开发的金属材料,这些材料不仅包括金属封装的壳体或底座、引线使用的金属材料,也包括可用于各种封装的基板、热沉和散热片的金属材料。铝挤、DDG、粗铣内接着将铝合金板铣成手机机身需要的尺寸,方便CNC精密加工,接着是粗铣内腔,将内腔以及夹具定位的柱加工好,起到精密加工的固定作用。金属基复合材料的基体材料有很多种,但作为热匹配复合材料用于封装的主要是Cu基和灿基复合材料。
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