中國粉體網(wǎng)訊 隨著智能制造和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，電子系統(tǒng)的封裝密度呈指數(shù)式增加；另一方面，大功率系統(tǒng)如大功率LED和IGBT等在工業(yè)和日常生活中變得不可或缺，這些應用需求都對未來電子封裝技術提出了極大的挑戰(zhàn)。
SiCp/Al散熱片，來源：鈞杰陶瓷
SiCp顆粒性能優(yōu)異，成本低廉，具有低密度（ρ=3.2g•cm-3）、低熱膨脹系數(shù)（α=4.0×10-6K-1）、高楊氏模量（E=221GPa）等優(yōu)點，而且高純SiC的TC可達200W•m-1•K-1。Al作為基體材料，是強度的主要載體，具有高導熱（170W•m-1K-1~220W•m-1K-1）、低密度（2.7g•cm-3）、價格低廉和易于加工等優(yōu)點。將SiC和Al制備成復合材料后，結合了兩者各自的優(yōu)點，能發(fā)揮出“1+1＞2”的綜合性能優(yōu)勢，如優(yōu)異的熱物理性能、力學性能、摩擦磨損性能等，在電子封裝、航空航天、核電等領域能獲得廣泛應用。
從80年代開始，國外對SiCp/Al電子封裝復合材料的研究已經(jīng)從試驗階段步入實用階段，首先在航空航天、光學、儀表等領域取得了實際應用。在軍用方面，已經(jīng)有多種電子產(chǎn)品采用了這種材料，如混合電路（HIC）、多芯片組（MCM）的熱沉和超大功率模塊（IGBT）的封裝等，都獲得了不錯的效果。美國F-22“猛禽”戰(zhàn)斗機上的遙控自動駕駛儀、發(fā)電單元、抬頭顯示器、電子計數(shù)測量陣列等關鍵電子系統(tǒng)上，替代包銅的鉬作為印刷電路板板芯，取得了減重70%的顯著效果。由于此種材料的導熱率高達180W/(m•K)，從而降低了電子模塊的工作溫度，減少了冷卻的需要，還被用于F-22戰(zhàn)斗機的電子元器件基座及外殼等熱控結構。此外，SiCp/Al復合材料還可以代替W/Cu合金應用于相控陣雷達的微波功率管封裝底。在民用方面，美國CPS公司采用壓力熔滲法生產(chǎn)的SiCp/Al電子封裝產(chǎn)品如封裝外殼、大功率IGBT基板和高亮度LED基板等，已大量投入市場。國內(nèi)也已有公司采用無壓滲透工藝生產(chǎn)出3mm×3mm×0.5mm~150mm×150mm×10mm的SiCp/Al系列基板材料。
雖然SiCp/Al電子封裝復合材料具有良好的綜合性能，原料來源廣泛，價格較低，但由于SiC與Al之間的潤濕性較差，SiCp/Al復合材料的制備工藝成為應用瓶頸。因此目前還主要用于軍工領域，而降低制造成本是研究和開發(fā)SiCp/Al復合材料面臨的關鍵問題。
在此背景下，中國粉體網(wǎng)將于2023年3月9-10日在江西萍鄉(xiāng)舉辦“2022第五屆新型陶瓷技術與產(chǎn)業(yè)高峰論壇”，我們邀請到湖南大學肖漢寧教授將作題為《碳化硅/鋁復合材料的制備及其在電子封裝中的應用》的報告。屆時，肖漢寧教授將對SiCp/Al復合材料及其在電子封裝中的應用進行介紹，并對其關鍵制備技術進行詳細闡述。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）
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