铝碳化硅为电子封装提供热管理解决方案
铝碳化硅技术白皮书
优
越的性能使铝瓷比 W-Cu、Mo、BeO、Kovar、Mo-Cu、AlN、AlSi、 Al2O3 等封装材料具有更广阔的使用空间以及成本优势。我们强烈 建议您能使用我们的产品，并提出宝贵意见。
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西安明科微电子材料有限公司
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技术白皮书
第
三
代
电
子
封
装
A l S i
材
料
A l S i C
技术白皮书
电子封装换代新技术
铝瓷®
西安明科微电子材料有限公司 西安市航天基地东长安街 888 号 LED 产业园 电话 029-84190686 84190689 • 传真 029-84196530-812
-9
B 级品 >180 >2.97 8
C 级品 >150 >2.95
单位 W/m.K （25℃） g/cm
3
ppm/℃ （25-150℃） atm·cm /s,He MPa μΩ·cm GPa
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>300 30 >200
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铝碳化硅热沉 fpga 热沉
铝碳化硅热沉fpga 热沉
铝碳化硅热沉是一种新型的散热材料，以其出色的导热性能和机械强度在电子行业中受到广泛欢迎。FPGA（现场可编程门阵列）是一种可编程逻辑器件，广泛应用于数字信号处理、通信、图像处理等领域。在FPGA的应用中，热管理是一个重要的问题，因为FPGA在工作时会产生大量的热量。
铝碳化硅热沉可以有效地解决FPGA的热管理问题。它具有高导热系数和低热膨胀系数，能够快速地将FPGA产生的热量传导出去，从而保持FPGA的稳定工作。此外，铝碳化硅热沉还具有优良的机械强度和加工性能，可以满足各种复杂形状的散热需求。
在实际应用中，需要根据FPGA的具体需求选择合适的铝碳化硅热沉。例如，需要考虑热沉的导热系数、尺寸、重量、安装方式等因素，以确保FPGA在工作时的散热效果和稳定性。同时，还需要注意热沉的材料质量和制造工艺，以保证其可靠性和使用寿命。
总的来说，铝碳化硅热沉是解决FPGA热管理问题的一种有效方法，可以显著提高FPGA 的工作稳定性和可靠性。随着电子行业的不断发展，铝碳化硅热沉在未来的应用前景将更加广阔。
电子器件封装材料的热管理技术探讨
电子器件封装材料的热管理技术
探讨
电子器件封装材料的热管理技术探讨
在电子器件中，封装材料的热管理技术至关重要。这是因为电子器件在工作过程中会产生大量的热量，如果不能及时有效地将热量散发出去，就会导致器件温度过高，甚至发生故障。因此，我们需要不断探索和改进封装材料的热管理技术，以确保电子器件的正常运行。
首先，我们应该选择具有良好导热性能的封装材料。通常情况下，金属材料的导热性能更好，因此可以选择一些金属封装材料，如铜、铝等。这些金属材料能够有效地传导热量，让热量尽快散发出去，从而降低器件温度。
其次，我们可以在封装材料中添加一些导热填料。导热填料通常是一些导热性能较好的颗粒状物质，如金属粉末、陶瓷颗粒等。这些填料能够填充封装材料中的空隙，提高导热路径的密度，从而增强热量的传导能力。此外，导热填料还可以增加封装材料的导热系数，进一步提高散热效果。
第三，我们可以采用散热结构设计来提高封装材料的热管理效果。例如，可以在封装材料的表面设计
散热片或散热孔，增加热量与环境的接触面积，促进热量的散发。同时，还可以利用风扇或热管等辅助散热设备，提高热量的传导和传递效率。这些散热结构设计可以有效地降低电子器件的温度，并保证其稳定运行。
最后，我们还可以利用热界面材料来提高封装材料的热管理效果。热界面材料通常位于芯片和散热器之间，能够填充芯片和散热器之间的不平整表面，提高热量的传导效率。常见的热界面材料有导热膏、导热垫等，它们能够填充微小的间隙，并提高热量的传导能力，减少热阻，从而提高散热效果。
综上所述，封装材料的热管理技术对于电子器件的正常运行至关重要。通过选择良好的导热材料、添加导热填料、设计散热结构以及利用热界面材料，可以有效地提高封装材料的热管理效果，降低器件温度，确保电子器件的稳定运行。
光量子芯片 铝碳化硅
光量子芯片铝碳化硅
光量子芯片：铝碳化硅技术的未来革命
引言
随着信息技术的快速发展，人们对于处理速度和能效更高的芯片需求也越来越迫切。光量子芯片作为一种新型的集成电路技术，被广泛认为是未来信息处理的重大突破口。铝碳化硅作为光量子芯片的材料之一，在其具有高温稳定性、低损耗以及光电性能优越等特点的驱动下，正逐渐成为光量子芯片的研究热点。
本文将从光量子芯片的基本原理、铝碳化硅的材料特性、光量子芯片的应用前景和未来发展方向等方面，对光量子芯片的铝碳化硅技术进行全面分析和探讨。
一、光量子芯片的基本原理
光量子芯片，顾名思义，是一种基于光量子效应的集成电路技术。光量子效应是指在光的激发下，材料的电子由基态跃迁到激发态，从而改变材料的电阻、电导率等物理性质。利用光量子效应，光量子芯片能够实现光电转换和光与电的相互转换，从而加快信息处理速度和提高能效。
光量子芯片一般由光源、光探测器、光波导和光调制器等多个功能模块组成。光源作为光量子芯片的能量供应，一般通过激发半导体材料或光纤等来产生需要的光信号。光探测器用于检测输入和输出光信号的强度和频率等信息。光波导则负责将光
信号通过泳道或光纤传输到其他模块。光调制器则利用光量子效应来控制光信号的幅度、频率或相位等特性。通过这些功能模块的组合，光量子芯片能够实现高速数据传输和处理，从而为信息技术提供更快速、更高效的解决方案。
二、铝碳化硅的材料特性
铝碳化硅是一种新兴的材料，在光量子芯片领域有着广阔的应用前景。它具有多项优越特性，为光量子芯片的发展提供了有力支持。
首先，铝碳化硅具有高温稳定性，能够在高温环境下保持电学和光学性能的稳定。这使得铝碳化硅材料非常适合用于高温环境下的信息处理和传输任务，如航空航天、军事领域等。相比于传统的半导体材料，铝碳化硅能够更好地应对高能量密度和高温环境对芯片性能的要求。
铝基碳化硅 热沉
铝基碳化硅热沉
铝基碳化硅热沉是一种新型的散热材料，在电子行业中有着广泛的应用。它以其卓越的导热性能和优异的机械强度受到了众多制造商和工程师的青睐。本文将全面介绍铝基碳化硅热沉的特性、应用领域以及选型建议，以便读者在实际应用中做出更明智的选择。
首先，铝基碳化硅热沉是由铝基材料和碳化硅颗粒共同组成的复合材料。这种材料采用了铝的优良导热性能和碳化硅的高热导率，从而使其具有出色的导热性能。与传统的铝基硅胶热沉相比，铝基碳化硅热沉的导热系数更高，热阻更低，能够更有效地将热量从热源传导到散热器中，实现散热的目的。
其次，铝基碳化硅热沉具有优异的机械强度。这种材料具有较高的硬度和抗压性能，能够在高温环境下保持其结构的稳定性，并承受一定的机械挤压力。因此，铝基碳化硅热沉在电子器件密集、功率密度较大的应用场景中，能够有效保护敏感的电子元件，提供可靠的散热解决方案。
铝基碳化硅热沉广泛应用于电子行业中的各种高功率电子器件的散热领域。例如，服务器、电源模块、汽车电子设备等都需要高效的散热措施来保证其正常工作。铝基碳化硅热沉因其出色的导热性能和机械强度，成为了这些领域中的首选散热材料。它能够迅速将产生的热量传导到散热系统中，降低电子器件工作温度，提高整体性能和可靠性。
在选取铝基碳化硅热沉时，需要考虑一些关键因素。首先是热沉的尺寸和形状。根据实际应用的要求，选择合适的尺寸和形状能够更好地适应电子器件的散热需求。其次是热沉的导热性能。导热系数高的热沉能够更有效地传导热量，提高散热效果。同时，还需要考虑热沉与散热器之间的接触面和接触方式，以确保热量能够顺利传导到散热系统中。
碳化硅材料的性质及其在电子行业的应用
碳化硅材料的性质及其在电子行业的应用随着科技的不断进步，材料学科也在不断的发展。作为一种新兴的材料，碳化硅在近些年来得到了越来越多人的关注。碳化硅材料不仅具有很好的机械性能和化学稳定性，而且具有很高的热稳定性、抗辐射性以及耐磨损性等优异性能，因此在电子行业中得到广泛的应用。
1. 碳化硅的基本性质
碳化硅是一种由碳和硅元素组成的陶瓷材料，它的硬度可以达到摩氏硬度9.5，仅次于金刚石。此外，碳化硅还具有很好的高温稳定性，可以在高达1400℃的温度下维持稳定。同时，由于碳化硅可以耐受高辐射和高压条件，因此在核电站的建设中也被广泛应用。
碳化硅的导热性也非常好，是金属铜的3倍以上。而且，碳化硅还具有很好的化学稳定性，可以耐受酸、碱等腐蚀性物质的侵蚀，因此在化学工业中也有广泛的应用。
2. 碳化硅在电子行业中的应用
碳化硅作为一种优异的材料，可以在电子行业中发挥重要的作用。
2.1 半导体材料
碳化硅是一种带有半导体性质的材料，在电子学领域中可以用
作半导体材料。由于碳化硅可以较好的耐受高温和高辐射的情况，因此可以应用于高温、高频电子元件，如功率半导体器件，微波
器件，以及其它类似元件。在这些电子元件中，碳化硅可以提高
器件的可靠性和寿命，并且可以有效的降低元器件的工作温度，
提高元器件的工作效率。
2.2 光电子领域
碳化硅在光电子领域中的应用很广泛。碳化硅可以用作电光调
制器、微波光子集成器件、光伏器件等。同时，由于碳化硅具有
优秀的耐腐蚀性能及透明性，使得它可以成为高温炉灯管电极、
半导体中的夹层材料以及红外光学器件等的重要材料。
铝碳化硅AlSiC金属基热管理复合材料
铝碳化硅AlSiC 金属基热管理复合材
料
铝碳化硅(AlSiC)金属基热管理复合材料2010-04-10 14：23AlSiC介绍ALSIC微电子封装材料是西安明科微电子材料有限公司与西北工业大学合作开
发的新一代产品。明科公司(Xi'an Miqam Microelectronics Materials
Co.,Ltd)是目前国内唯一一家可以生产这种材料的企业。铝碳化硅(AlSiC)金属基热管理复合材料，是电子元器件专用封装材料，主要是指将铝与高体积分数
的碳化硅复合成为低密度、高导热率和低膨胀系数的封装材料，以解决电子电
路的热失效问题。
AlSiC的性能特点■AlSiC具有高导热率(170~200W/mK)和可调的热膨胀系
数(6.5~9.5×10-6/K)，因此一方面AlSiC的热膨胀系数与半导体芯片和陶瓷基片实现良好的匹配，能够防止疲劳失效的产生,甚至可以将功率芯片直接安装到AlSiC基板上；另一方面AlSiC的热导率是可伐合金的十倍，芯片产生的热量
可以及时散发。这样，整个元器件的可靠性和稳定性大大提高。■AlSiC是复
合材料，其热膨胀系数等性能可通过改变其组成而加以调整，因此产品可按用
户的具体要求而灵活地设计，能够真正地做到量体裁衣，这是传统的金属材料
或陶瓷材料无法作到的。■AlSiC的密度与铝相当，比铜和Kovar轻得多，还
不到Cu/W的五分之一，特别适合于便携式器件、航空航天和其他对重量敏感领域的应用。■AlSiC的比刚度(刚度除以密度)是所有电子材料中最高的：是铝
的3倍，是W-Cu和Kovar的5倍，是铜的25倍，另外AlSiC的抗震性比陶瓷好，因此是恶劣环境(震动较大，如航天、汽车等领域)下的首选材料。■AlSiC 可以大批量加工，但加工的工艺取决于碳化硅的含量，可以用电火花、金刚石、激光等加工。■AlSiC可以镀镍、金、锡等，表面也可以进行阳极氧化处理。
5g时代热管理材料方案
5g时代热管理材料方案
5G时代的到来给我们带来了更快速、更便捷的无线通信，但同时也带来了更高的热管理挑战。5G设备在高速传输数据时，产生的热量过大，可能会导致设备的性能下降、寿命缩短、甚至设备故障。为了解决这一问题，研究人员们提出了各种不同的热管理材料方
案。
第一种方案是采用传统的金属材料。金属具有较高的热导率，可以更快地将热量传递
到周围环境中。因此，在5G通信设备中，金属材料被广泛应用于散热模块、散热片等热管理部件中。例如，铜是一种常见的金属材料，具有较好的导热性能，可作为散热器材料，
能够将热量快速传导到外部空气中。
第二种方案是采用陶瓷基复合材料。陶瓷基复合材料由陶瓷基体和弥散相组成，具有
优越的高温、高强度、高硬度、低热膨胀系数、高热导率等性能。在5G设备中，陶瓷基复合材料可以用于制造高性能的散热器、导热板等热管理零件。例如，碳化硅是一种常用的
陶瓷基材料，可用于制备散热器和导热板，具有较高的热导率和较低的热膨胀系数，适用
于高温、高功率的应用环境。
综上所述，传统金属材料、陶瓷基复合材料和聚合物基复合材料都是可行的热管理材
料方案，但要根据实际应用环境选择最为合适的材料。对于高功率、高温的5G设备，陶瓷基复合材料是优选的；对于低功率、低成本的设备，聚合物基复合材料可作为良好的选择。无论选择哪种材料，都应该综合评估其热导率、热膨胀系数、耐温性、耐磨性、成本和加
工难度等因素，才能确保热管理效果良好、性能稳定、寿命长久的5G设备。
铝碳化硅导热率
铝碳化硅导热率
摘要：
一、引言
二、铝碳化硅的特性
三、铝碳化硅的导热性能
四、铝碳化硅的应用领域
五、结论
正文：
一、引言
铝碳化硅（Al2O3·SiC）是一种具有高硬度、高热导率和高抗磨损性能的新型陶瓷材料。近年来，随着科技的进步和工业发展，铝碳化硅在各个领域中得到了广泛的应用。本文将对铝碳化硅的导热性能进行介绍，并简述其在不同领域的应用。
二、铝碳化硅的特性
铝碳化硅是一种离子化合物，由铝离子（Al3+）和碳化硅离子（SiO4 4-）组成。其具有以下特性：
1.高硬度：铝碳化硅的硬度仅次于金刚石，具有很高的抗磨损性能。
2.高热导率：铝碳化硅具有很高的热导率，可以有效地传递和分散热量。
3.高抗热震性：铝碳化硅具有很好的抗热震性能，能在高温环境下保持其物理性能不发生明显变化。
4.化学稳定性：铝碳化硅具有很好的化学稳定性，不易被酸、碱等化学物质侵蚀。
三、铝碳化硅的导热性能
铝碳化硅具有很高的热导率，其热导率一般在100-250 W/(m·K)之间，远高于普通陶瓷材料。这使得铝碳化硅在高温环境下能够有效地传递和分散热量，从而保证了其良好的热稳定性和可靠性。
四、铝碳化硅的应用领域
铝碳化硅的高热导率、高硬度和化学稳定性使其在许多领域具有广泛的应用前景，主要包括以下几个方面：
1.电子器件：铝碳化硅可应用于高功率电子器件的散热，如功率放大器、微波器件等。
2.工业炉具：铝碳化硅的高热导率使其成为优良的工业炉具材料，可提高炉具的热效率和使用寿命。
3.汽车发动机：铝碳化硅可用于汽车发动机的散热，降低发动机温度，提高发动机的性能和寿命。
铝碳化硅在大功率LED芯片封装上的应用
铝碳化硅（Alsic）在大功率LED芯片封装上的应用
一、前言
随着混合集成电路技术的飞速发展、大功率器件的广泛应用以及器件更高性能的要求，对封装材料提出了更新、更高的要求，传统材料不再适用于高功率密度器件的封装。过去大量使用的铝、铜、可伐或半导体材料等不能达到良好的导热指标和轻便的要求，而且成本较高，已不能满足这种高功率密度的需要。这使得电子器件热管理问题成为瓶颈。
如果电子器件热管理问题得不到很好的解决，会导致电子器件的热失效，从而造成封装体与芯片因受热膨胀而开裂，芯片散热性不佳而停止工作。当两种接触材料的热膨胀系数差异达到12ppm/K时，仅100次热循环就会出现热疲劳失效，比如在大功率LED应用中，由于高亮度产品的电流量提高(电流由早期0.3A发展到目前约1A)或因其高功率(由早期1W发展到目前约可达5W)致使单位面积高热量产生。一般说来，每100%的能源只有约20%产生光，而有80%的能源变为热能损耗，因此热量是能源最大的消耗。但同时若不移除多余的热能，则LED使用寿命及效能将折损。
因此，为了保证此类设备的可靠性，就需要解决热管理这个问题。解决这一瓶颈最好的方法就是通过改变提高封装材料的性能。
二、大功率LED照明光源需要解决的散热问题
大功率LED芯片在工作时就会产生大量的热量。如何将产生的热量散发出去，保证一定环境温度条件下能长期正常工作显得尤为重要，解决好热耗散是大功率器件封装的关键。
大功率LED照明光源需要解决的散热问题涉及以下几个环节：
1、晶片PN结到外延层;
2、外延层到封装基板;
铝碳化硅散热材料及散热解决方案
铝碳化硅介绍及产品设计
西安创正新材料公司是一家集研发、生产和销售为一体的高科技企业。主要致力于第三代电子封装材料——铝碳化硅的研发、生产与销售，根据用户需求，开发了多种AlSiC产品，为微波器件、大功率器件、微电子器件等制造商提供专业的热管理材料及技术方案。
公司产品广泛应用于轨道交通、新能源汽车、航空航天、军事等领域，是新一代大功率电子器件最佳选择。
公司将持续加强与用户的交流与合作，不断满足国内外用户的市场需求，力争以先进的工艺技术、严格的质量管控、一流的性能水平、最高的性价比优势服务用户、持续为客户创造价值。
铝碳化硅介绍
铝碳化硅AlSiC(Al/SiC,SiC/Al)是一种颗粒增强铝基复合材料，采用铝合金作为基体，SiC作为增强体，充分结合了陶瓷和金属铝的不同优势，实现了封装了轻便化、高密度化等要求。
AlSiC密度在2.95~3.1g/cm³之间，热膨胀系数（CTE）6.5~9ppm/℃，具有可调的体积分数，提高碳化硅体积分数可以使材料的热膨胀系数显著降低。同时，铝碳化硅还具有高的热导率和比刚度，表面能够镀镍、金、银、铜，具有良好的镀覆性能。
铝碳化硅复合材料的比刚度是所有电子材料中最高的：是铝的3倍，W-Cu 和Kovar的5倍，铜的25倍，另外铝碳化硅的抗震性好，因此是恶劣环境（震动较大，如航天、汽车等领域）下的首选材料。铝碳化硅复合材料已成为航空航
天、国防、功率模块和其他电子元器件所需求的新型封装材料。用于航空航天微波、功率放大模块等电子器件及模块的封装壳体或底座。
与其他材料性能对比：
铝基碳化硅热膨胀系数
铝基碳化硅（AlSiC）是一种高性能材料，它结合了铝的优良导热性和碳化硅的高硬度特性。在许多应用领域中，铝基碳化硅都表现出优异的性能，特别是在高温和高频领域。这种材料的热膨胀系数是一个重要的物理性质，它决定了材料在不同温度下的尺寸变化。
铝基碳化硅的热膨胀系数取决于其组成成分和制备工艺。通常情况下，铝基碳化硅的热膨胀系数在x 至y之间（具体的数值取决于具体的材料和工艺条件）。这意味着当温度升高时，铝基碳化硅的尺寸会增加，反之亦然。这种特性使得铝基碳化硅在高温环境下能够保持稳定的性能，并且能够适应不同的温度变化。
在电子封装和航空航天领域，铝基碳化硅的热膨胀系数尤为重要。由于这些领域中的设备通常需要在高温环境下工作，因此材料必须具有良好的热膨胀性能以保持其结构完整性和功能稳定性。铝基碳化硅的热膨胀系数能够满足这些要求，使得它成为这些领域中的理想材料。
总之，铝基碳化硅的热膨胀系数是一个重要的物理性质，它决定了材料在不同温度下的尺寸变化。了解并控制这种性质对于优化铝基碳化硅的应用至关重要。在电子封装和航空航天等领域中，铝基碳化硅的热膨胀系数能够满足高温环境下的性能要求，使其成为一种具有广泛应用前景的高性能材料。
2024年新型铝基碳化硅复合材料市场发展现状
2024年新型铝基碳化硅复合材料市场发展现状
引言
新型铝基碳化硅复合材料是一种具有优异性能和广泛应用前景的材料。本文将对
新型铝基碳化硅复合材料的市场发展现状进行分析，着重探讨其市场规模、应用领域以及发展趋势等方面的内容。
市场规模
新型铝基碳化硅复合材料市场在近年来迅速发展。据市场研究数据显示，2019年全球新型铝基碳化硅复合材料市场规模达到X亿元，并预计在2025年将达到X亿元。这表明新型铝基碳化硅复合材料市场具有巨大的发展潜力。
应用领域
新型铝基碳化硅复合材料在多个领域具有广泛的应用。以下是其中几个重要的应
用领域：
1. 电子与半导体
新型铝基碳化硅复合材料在电子与半导体行业中具有重要作用。其高热导性和优
异的耐高温性能使其成为电子芯片散热材料的理想选择。此外，它还可作为半导体器件的封装材料，以提高电子设备的性能和可靠性。
2. 汽车制造
随着电动汽车和新能源汽车的兴起，新型铝基碳化硅复合材料在汽车制造业中的应用也逐渐增多。其低密度和高强度使其成为汽车部件的理想材料，例如发动机零部件、刹车系统和悬挂系统等。
3. 能源领域
新型铝基碳化硅复合材料在能源领域中有着广阔的应用前景。其高温稳定性和耐腐蚀性使其成为燃气涡轮引擎和核能反应堆等高温设备的重要材料。此外，它还可用于光伏电池和电力电子设备等能源相关设备。
发展趋势
新型铝基碳化硅复合材料市场在未来将继续保持稳定增长。以下是其发展趋势的几个关键点：
1. 技术创新
随着科技的不断进步和应用需求的不断改变，新型铝基碳化硅复合材料的技术创新将是市场发展的关键驱动力。例如，改进材料制备工艺、提高材料性能以及降低生产成本等方面的创新将推动市场的发展。
铝碳化硅材料
铝碳化硅材料
铝碳化硅（Aluminum Silicon Carbide，简称AlSiC）材料是一种复合材料，由铝合金和碳化硅颗粒混合而成。它具有优异的导热性能、高强度、低密度和良好的热膨胀系数匹配性，因此在航空航天、汽车、电子通讯和能源领域等多个领域得到广泛应用。
首先，铝碳化硅材料具有优异的导热性能。由于碳化硅的高热导率，AlSiC材料的导热性能远远超过了传统的铝合金材料。这使得AlSiC材料成为了散热器、电子芯片基板等热管理领域的理想选择，能够有效地将热量传导并散发出去，保持设备的稳定运行。
其次，AlSiC材料具有高强度和低密度的特点。碳化硅颗粒的加入使得材料的硬度和强度得到了显著提升，同时又保持了较低的密度，这使得AlSiC材料在航空航天和汽车领域得到了广泛应用。它可以用于制造轻量化的结构件和零部件，提高了整体系统的性能和效率。
此外，AlSiC材料还具有良好的热膨胀系数匹配性。由于碳化硅和铝合金的热膨胀系数相近，AlSiC材料在温度变化时能够有效地减小热应力，提高了材料的稳定性和可靠性，因此在电子通讯和能源领域得到了广泛应用。
总的来说，铝碳化硅材料以其优异的导热性能、高强度、低密度和良好的热膨胀系数匹配性，在多个领域都具有重要的应用前景。随着材料科学和工程技术的不断发展，相信AlSiC材料将会在更多领域展现出其独特的优势，为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
微电子封装热沉材料铝碳化硅
微电子封装热沉材料铝碳化硅
竞争对手资料：
一．美国TTC（Thermal Transfer Composites）公司简介
从1990开始，美国NASA着手对土星进行探测，并开始建造Cassini土星探测飞船，作为20世纪最大、最复杂的行星探测器，为了确保Cassini抵达土星后能顺利传回图像，NASA选择了LEC（Lanxide
Eletronic
Components）公司生产的铝碳化硅材料（AlSiC）作为飞船存储元件的封装材料。2004年6月30日，Cassini探测飞船飞抵目的地——土星，随后传回了许多在太阳系从未见过的令人惊叹的图像。
创办于2004年的TTC（Thermal Transfer
Composites）公司，作为LEC公司的继承者，对此感到无比的骄傲与自豪。TTC公司大部分员工都曾受雇于LEC公司，在MMC和陶瓷工程行业用于多年的经验，并一直致力于研发与生产更先进的热管理材料。
TTC公司自成立之初就迅速成为电子工业中热管理材料行业的领导者之一。当前，TTC公司生产的铝碳化硅（AlSiC）热管理材料和结构材料广泛运用于电信卫星，军事硬件，高性能微处理机配件，下一代混合动力和燃料电池动力装置的IGBT能量转换元件。
TTC公司通过了ISO9001/2000认证，生产的IGBT能量转换元件的底座，LDMOS的散热片已经销往美国，欧洲，亚洲，还是许多美国和欧洲的军事项目的供应商。
TTC公司在金属模板和陶瓷工程行业拥有超过70年的经验，公司上下一心，一直致力于不断提高cutting
铝碳化硅材料的发展史
铝碳化硅材料的发展史
铝碳化硅（Aluminum Silicon Carbide，简称AlSiC）材料是一种具有优良性能的复合材料，其发展历史可以追溯到上世纪60年代，经过多年的研究和改进，逐渐得到了广泛的应用。
20世纪60年代初，由于航空航天技术的发展，对高性能散热材料的需求日益增加。传统的铝合金散热器在高温环境下容易发生氧化和腐蚀，导致散热性能下降。为了解决这一问题，科学家们开始寻找新型的散热材料。在此背景下，铝碳化硅材料应运而生。
最早的铝碳化硅材料是在上世纪60年代由美国一家公司研发成功的。当时，他们采用了一种特殊的工艺，将粉末冶金和高温热处理相结合，成功地制备出了铝碳化硅材料。这种材料具有良好的导热性能、优异的耐腐蚀性和高温稳定性，成为当时最先进的散热材料之一。
随着对高性能散热材料需求的不断增加，铝碳化硅材料逐渐引起了人们的关注。上世纪70年代，美国宇航局开始应用铝碳化硅材料于航天器的散热系统中，取得了良好的效果。这一应用进一步推动了铝碳化硅材料的发展和研究。
在上世纪80年代初，随着材料科学和加工技术的进步，铝碳化硅材料的制备工艺逐渐得到改进和完善。研究人员发现，通过适当调整材料的成分和热处理工艺，可以进一步提高铝碳化硅材料的性能。
这一发现使得铝碳化硅材料的应用范围进一步扩大，不仅用于航空航天领域，还广泛应用于电子、通信、汽车等行业。
进入21世纪，随着科技的不断进步，铝碳化硅材料的制备工艺和性能得到了进一步的提升。研究人员通过改进原有的制备方法，开发了更加高效和经济的制备工艺。同时，针对铝碳化硅材料的不足之处，如热膨胀系数过大等问题，也进行了深入研究，并取得了一定的突破。这些改进使得铝碳化硅材料在各个领域的应用越来越广泛。
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设备也即将问世。结合几种特性于一
仅想钻几个洞，却发现为了一个需要
个可以放入口袋的小型装置中，需要
花费两分钟干的活，必须等上一个小
应用
大量的能量和功率，可以通过从电池
时以便打孔机充上电才能进行。如果
每一个人都习惯使用连接电缆去 外获得全部功率并中断自身电池，或
使用超级电容器，就不再会遇到这样 给电池充电，其实也可以使用一个已 者可以携带一个巨型的电池。一个可
（ＢＧＡ）、低温烧结陶瓷（ＬＴＣＣ）材料以及 装都是模铸的，关键的光学对准部分
印刷电路板相匹配，同时还具有高热 传导率数值（参考表１了解对于特定系
不需要额外的加工。因此与传统的封 装件相比成本更低。
图４ ＡｌＳｉＣ光电封装
统和组件类型相对应的ＡｌＳｉＣ材料级别
光电器件中的热管理同样非常重
）。同时，ＡｌＳｉＣ的高强度和硬度在组装 要。器件通常工作在室温附近，这就需
在大功率和高可靠系统中，ＡｌＳｉＣ 还被用于 ＩＧＢＴ 基板。大功率 ＩＧＢＴ 通 常安装在氮化铝衬底上。基板材料必 须与氮化铝的ＣＴＥ值匹配，从而防止空 洞或剥离失效。事实表明，ＡｌＳｉＣ基板 对于铜基板系统有很好的可靠性，耐 受成千上万次热循环也不会失效。尽 管ＡｌＳｉＣ和铜具有相近的散热性能，但 铜的可靠性达不到１０００次热循环。图４ 是ＡｌＳｉＣ功率器件衬底以及ＡｌＳｉＣ ＩＧＢＴ 基板的实例，尺寸从 ４５ ｍｍ × ８５ ｍｍ
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Ｆｉｅｌｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏ应ｎ用ｓ指 南
图２ ＡｌＳｉＣ预制
（近净成形制造）。ＡｌＳｉＣ热传导值范围 镀、阳极氧化以及其它适用于铝的表
图３ ＡｌＳｉＣ倒装片封装
为 １８０ Ｗ／ｍ／Ｋ至 ２００ Ｗ／ｍ／Ｋ，依赖于 面金属处理方法。
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冲击和振动，利用ＡｌＳｉＣ产品可以提高 余应力。
产量。
同时，还 可 集 成４８ 号 合 金 、铁镍
图５ 嵌有ＴＰＧ材料的ＡｌＳｉＣ微处理
ＡｌＳｉＣ可制作出复杂的外形，因此 钴合金（Ｋｏｖａｒ）和不锈钢等材料，方便 器罩和ＴＰＧ板
能够以低成本制造复杂的倒装片封装。 图３是产品外形实例，图中的产品具有 多个空腔，可容纳电子器件、用于提供 ＩＣ器件连接的支柱、用于填充材料的 孔以及不同的凸缘设计。ＡｌＳｉＣ铸件表 面还支持不同的标识方法，包括激光 打标、油漆、油墨和丝网印刷，以及电
过程中还为集成电路器件提供了保护。 要具有良好散热性能的材料来保持温
此类材料的低密度还可改善器件受到 度均匀性并优化冷却器的性能。ＡｌＳｉＣ
冲击或振动时的可靠性。例如，在高度 可调匹配的ＣＴＥ数值可在工作中保证
自动化的组装机器中，不同步骤操作 敏感光学器件的对准，同时还可消除
间的高速加速和减速动作会带来惯性 焊接或铜焊组装过程中可能引入的残
表１ ＡｌＳｉＣ材料特性
热传导率（￣２００ Ｗ／ｍＫ）以及可调的低热
膨胀系数（ＣＴＥ）。对于需要减轻重量以
及需要耐受冲击和振动的应用来说，
铝碳化硅的低密度、高强度和硬度使
其具有比传统高密度材料更多的优点。
ＡｌＳｉＣ可以实现低成本的净成形
（ｎｅｔ－ｓｈａｐｅ）或近净成形制造。净成形或
近净成形制造的ＡｌＳｉＣ产品例子示于图
铝碳化硅制造工艺 做为一种独特的制造工艺，ＡｌＳｉＣ 首先制造多孔的低ＣＴＥ值碳化硅（ＳｉＣ） 颗粒，然后在铸模中溶渗入高ＣＴＥ值的 铝金属。通过这一过程制造出的金属 复合材料具有与电子器件和组件相匹 配的中间值的ＣＴＥ值。ＡｌＳｉＣ制造工艺 成本经济，因为预成形和溶渗铸模腔 都可针对最终产品形状而设计。因此， 铸出的复合材料产品不需要进一步加 工（净成形制造），或只需要很少的加工
的问题。
经完全放电的超级电容器。仅需要用 选的明智设计方案是使用两个器件来
邻居汽车的电池或你自己汽车的电池 解决两个不同的问题，一个电池提供
长期储藏装置的应用：
给超级电容器充电，然后就可使用超 能量，一个超级电容器提供功率。■
个人应急装置
级电容器的高功率放电功能启动汽车。
一个完全放电的超级电容器可以 常常会有足够的能量保留在电池中，
集成蜂窝电话／照相机／ＰＤＡ／ＭＰ３
带有迅速充电模块的超级电容器 电筒的电池完好，只需简单的给手电 播放器和ＧＰＳ／个人报警／应急照明功能
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可以为电池式工具提供能量，这样周 筒上紧发条（Ｗｉｎｄｉｎｇ ｕｐ），并立即给内 的装置已经通过论证，并且一连串的
末干些杂活的人可以从中受益。例如， 部超级电容器充电。
结语 ＡｌＳｉＣ材料的特性使其为电子热管 理和封装应用提供了一种可靠且经济 的解决方案。其大热导率以及ＣＴＥ匹配 能力消除了热界面并防止现场失效， 从而为不同的微波电子器件、微电子 器件、光电器件和功率半导体系统提 供了所需要的可靠性。在光电封装应 用中，ＡｌＳｉＣ可以制作出对于光学对准 非常关键的复杂几何图形。此外，其散 热特性为功率衬底应用提供了比其它 材料系统更高的可靠性。 ＡｌＳｉＣ成形工艺可方便地增加额外 的功能附件，从而可满足定制设计要 求。ＡｌＳｉＣ对于任何尺寸的应用在成本 上都是经济的，其净成形制造能力允 许制造出满足不同系统工程师要求的 低成本ＡｌＳｉＣ散热器件。■
光学器件的激光连接。这种集成可在 ＡｌＳｉＣ成形过程中经济地完成，其中插 件可在溶渗前插入在ＳｉＣ预成形件中。 ＣＰＳ公司的ＡｌＳｉＣ制造工艺允许在溶渗 过程中同时集成（ＣｏｎｃｕｒｒｅｎｔＩ ｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ） 这些材料。
Ａ ｌ Ｓ ｉ Ｃ 功率半导体衬底和 ＩＧＢＴ 基板
自从１９９４年，ＡｌＳｉＣ就已经用于功 率放大器衬底应用。此类系统中一般 将陶瓷衬底铜焊或焊接到ＡｌＳｉＣ衬底 上，用于电气连接和集成。ＡｌＳｉＣ的热 膨胀系数（ＣＴＥ）可针对特定的应用调
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应 用Ｆ指ｉ南ｅｌｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
整，具体来说就是通常修改金属铝和 碳化硅颗粒的比例来匹配裸片或衬底 的ＣＴＥ数值。这样就不必再采用会增加 热阻的热中介层（ｔｈｅｒｍａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｓｔａｃｋｉｎｇ），同时也保证了在大功率应用 中的ＩＧＢＴ基板与连接的陶瓷衬底相兼 容。ＡｌＳｉＣ成形工艺还允许制造出前面 所讨论的净成形几何图形。
１。此外，ＡｌＳｉＣ的成形工艺使其可实现
与高散热材料（如金刚石和高热传导石 墨）的经济集成，因此对于需要高散热
图１净成形及近净成形制造的 ＡＩＳｉＣ产品
能力的应用非常理想。ＡｌＳｉＣ的特点以 及成本经济的制造工艺使其对于大批 量倒装芯片应用以及光电设计也非常
理想，因为ＡｌＳｉＣ提供了所需要的热稳 定性及温度均匀性要求。此外，它也是 大功率晶体管和绝缘栅双极晶体管
简介 利用最先进的材料设计低成本的 高度可靠的微波电子、微电子、光电子 和功率半导体系统是不现实的。为了 保证此类设备的可靠性，需要电子封 装和衬底热管理解决方案，因此工程 师需要既能够提供热管理特性，同时 又能够在更小型的设计中达到最优功 率密度的材料。要低成本生产此类材 料需要满足封装设计功能要求的健壮 成型工艺。 铝碳化硅（ＡｌＳｉＣ）金属基体复合材 料为电子封装提供了高度可靠且成本 经济的热管理解决方案。它可提供高
应 用Ｆ指ｉ南ｅｌｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
铝碳化硅为电子封装提供热管理解决方案
ＡＩＳｉＣ Ｏｆｆｅｒｓ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ
ＣＰＳ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ， Ｍａｒｋ Ａ． Ｏｃｃｈｉｏｎｅｒｏ， Ｒｉｃｈａｒｄ Ｗ． Ａｄａｍｓ
上接 ８３ 制造性能优异的玩具。现 无期限地保存，保存的时间不是问题。 缓缓流入超级电容器。
在最流行的一款小型赛车，它的内部 对于个人应急装置而言，这是一个关
就有一个小的超级电容器，并且通过 键特性，如：Ｗｉｎｄ－ｕｐ型收音机和手电
新发明：便携设备和无线系统
一套碱性装置几乎立刻就能补充电量。 筒。不用担心何时电池会用完，如果手
ＳｉＣ／Ａｌ的比例。
ＡｌＳｉＣ光电封装
ＡｌＳｉＣ倒装焊盖板（ｆｌｉｐ ｃｈｉｐ ｌｉｄ）
光电封装的几何外形比倒装焊盖
ＡｌＳｉＣ材料主要用于倒装焊盖板。 板要复杂，因此对于光学对准的图形
ＡｌＳｉＣ是这一应用的理想材料，因为其 需要更为精确的尺寸控制。图 ４就是
ＣＴＥ 能够与介电衬底、陶瓷焊球阵列 ＡｌＳｉＣ光电封装的例子。图中的所有封
（ＩＧＢＴ）的优选材料，可以提供良好的热
循环可靠性。
材料级别
热导率 比热
密度 杨性弹性系数
切变模量 强度
密封性 电阻 装配相容性 密封环材料 基底材料 Ｌ Ｔ Ｃ Ｃ 材料
集成 电镀
介电质基底（定制设计），同轴陶瓷串接，密封环， Ｈ Ｏ Ｐ Ｇ ，冷却管。
所列兼容性材料 １ 是以温度在 ３ ０ ℃～１ ５ ０ ℃之间的 Ｃ Ｔ Ｅ ，以及现有的设计和应用为基础的， 本表所列材料和系统只供参考，Ｌ Ｔ Ｃ Ｃ 材料选择并不由供应商担保。
至１４０ ｍｍ × １９０ ｍｍ。
ＡｌＳｉＣ快速散热解决方案 ＡｌＳｉＣ成形工艺可在金属铝溶渗过 程中加入散热快的材料。例如，热解石 墨（ＴＰＧ）２和ＣＶＤ金刚石衬底等材料可 直接集成到ＡｌＳｉＣ中。这些材料成本更 高，而且难于在组装过程中集成，因为 它们易碎或者需要特殊处理的表面才 能附着。ＡｌＳｉＣ材料增强了这些材料的 功能，提供了直接集成的有用方法。在 ＡｌＳｉＣ集成过程中，可以在最需要的地 方放置这些材料，从而能够更为经济 地使用这些昂贵的材料。大体上，这些 应用局限于高性能和军事系统。事实 上，嵌有快速散热材料的ＡｌＳｉＣ倒装片 系统正在接受测试和评估。图５是嵌有 ＴＰＧ材料的ＡｌＳｉＣ微处理器罩以及前面 的 ＴＰＧ 板。