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盡管設(shè)計師能夠選用相近銅的方法處理這個問題,但銅、鋁與集成ic、基鋼板比較嚴重的熱失配,給封裝的熱設(shè)計產(chǎn)生挺大艱難,危害了他們的普遍應(yīng)用。1.2
鎢、鉬Mo的CTE為5.35×10-6K-1,與可伐和Al2O3十分配對,它的熱導(dǎo)率非常高,為138
W(m-K-1),所以做為氣密性封裝的基座與可伐的腋角電焊焊接在一起,用在許多 中、高功率密度的金屬封裝中。可伐可伐鋁合金(Fe-29Ni-17Co,我國型號4J29)的CTE與Si、GaAs及其Al2O3、BeO、AIN的CTE比較貼近,具備優(yōu)良的電焊焊接性、工藝性能,能與硼硅硬夾層玻璃配對封接,在低功率密度的金屬封裝中獲得普遍的應(yīng)用。但因為其熱導(dǎo)率低,電阻高,相對密度也很大,使其廣泛運用遭受了挺大限定。金屬封裝機殼壓鑄成形工藝:全壓鑄的工藝和塑膠制品的生產(chǎn)工藝流程十分相似,全是運用精密機械制造開展生產(chǎn)加工,僅僅材料由塑膠改為了溶化的金屬材料;②材料生產(chǎn)制造靈便,價錢持續(xù)減少,非常是可立即成型,防止了價格昂貴的生產(chǎn)加工花費和生產(chǎn)加工導(dǎo)致的材料耗損。CNC與壓鑄融合工藝;
金屬表面處理因而用碳纖維(石墨纖維)增強的銅基復(fù)合材料在高功率密度應(yīng)用領(lǐng)域很有吸引力。與銅復(fù)合的材料沿碳纖維長度方向CTE為-0.5×10-6K-1,熱導(dǎo)率600-750W(m-1K-1),而垂直于碳纖維長度方向的CTE為8×10-6K-1,熱導(dǎo)率為51-59W(m-1K-1),比沿纖維長度方向的熱導(dǎo)率至少低一個數(shù)量級。用作封裝的底座或散熱片時,這種復(fù)合材料把熱量帶到下一級時,并不十分有效,但是在散熱方面是極為有效的。這與纖維本身的各向異性有關(guān),纖維取向以及纖維體積分數(shù)都會影響復(fù)合材料的性能。為了減少陶瓷基板上的應(yīng)力,設(shè)計者可以用幾個較小的基板來代替單一的大基板,分開布線。退火的純銅由于機械性能差,很少使用。許多密度低的金屬基復(fù)合材料特別適合航空公司、航空航天主要用途。加工硬化的純銅雖然有較高的屈服強度,但在外殼制造或密封時不高的溫度就會使它退火軟化,在進行機械沖擊或恒定加速度試驗時造成外殼底部變形。
金屬表面處理在將柱形鋁材按照前面評估的胚料大小進行切割并擠壓,這個過程被稱之為鋁擠,會讓鋁材擠壓之后成為規(guī)則的鋁板方便加工,同時更加致密,堅硬。因為原始的鋁材硬度和強度都不夠。金屬封裝外殼壓鑄的原則就是不浪費,節(jié)省時間和成本,但是不利于后期的陽極氧化工藝,還可能留下沙孔流痕等等影響質(zhì)量和外觀的小問題,當然,廠商們都有一個良品率的概念,靠譜的廠商是不會讓這些次品流入到后面的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中去的。Cu基復(fù)合材料純銅具有較低的退火點,它制成的底座出現(xiàn)軟化可以導(dǎo)致芯片和/或基板開裂。為了提高銅的退火點,可以在銅中加入少量Al2O3、鋯、銀、硅。它的熱導(dǎo)率為401W(m-1K-1),從傳熱的角度看,作為封裝殼體是非常理想的,可以使用在需要高熱導(dǎo)和/或高電導(dǎo)的封裝里,然而,它的CTE高達16.5×10-6K-1,可以在剛性粘接的陶瓷基板上造成很大的熱應(yīng)力。這些物質(zhì)可以使無氧高導(dǎo)銅的退火點從320℃升高到400℃,而熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率損失不大。
金屬表面處理的殼體或底座、引線使用的金屬材料,也包括可用于各種封裝的基板、熱沉和散熱片的金屬材料,為適應(yīng)電子封裝發(fā)展的要求,國內(nèi)開展對金屬基復(fù)合材料的研究和使用將是非常重要的。材料工作者在這些材料基礎(chǔ)上研究和開發(fā)了很多種金屬基復(fù)合材料(MMC),它們是以金屬(如Mg、Al、Cu、Ti)或金屬間化合物(如TiAl、NiAl)為基體,以顆粒、晶須、短纖維或連續(xù)纖維為增強體的一種復(fù)合材料。非常好的導(dǎo)熱性,提供熱耗散;③非常好的導(dǎo)電性,減少傳輸延遲;④良好的EMI/RFI屏蔽能力;1.2 鎢、鉬Mo的CTE為5.35×10-6K-1,與可伐和Al2O3十分配對,它的熱導(dǎo)率非常高,為138 W(m-K-1),所以做為氣密性封裝的基座與可伐的腋角電焊焊接在一起,用在許多中、高功率密度的金屬封裝中。 ⑤較低的密度,足夠的強度和硬度,良好的加工或成形性能;⑥可鍍覆性、可焊性和耐蝕性,以實現(xiàn)與芯片、蓋板、印制板的可靠結(jié)合、密封和環(huán)境的保護;⑦較低的成本。傳統(tǒng)金屬封裝材料包括Al、Cu、Mo、W、鋼、可伐合金以及Cu/W和Cu/Mo等