鋁基碳化硅的性能及焊接性分析
鋁基碳化硅增強(qiáng)材料是以 sic 作為基體,在高溫和高壓下將熔融的Al 滲入其中熔合而成。與其它的電子封裝材料相比(表 1)Al SiC 材料做成的封裝結(jié)構(gòu)重量輕,導(dǎo)熱性較好,具有凈成型( net shape)加工能力,能夠加工較為復(fù)雜的封裝結(jié)構(gòu)。表1中，a為熱膨脹系數(shù)，入為熱導(dǎo)率，p為密度。
通過(guò)調(diào)整鋁基碳化硅材料中碳化硅和鋁的比例可以獲得不同熱膨脹系數(shù)的基材從而和半導(dǎo)體芯片、微波電路組裝用基板的熱膨脹系數(shù)相匹配。鋁基碳化硅材料目前是國(guó)外軍事和航天領(lǐng)域高性能微波電路廣泛采用的電子封裝材料。
鋁基碳化硅增強(qiáng)材料是以 sic 基體滲鋁 Al 熔合而成。理想的鋁基碳化硅材料鋁在 sic 基體的間隙中均勻分布,在需要焊接的地方,sic 顆粒和AI 金屬相間均勻分布在基體表面 ,不能直接用于焊接，需要對(duì)其做可焊性涂覆處理，目前較為成熟的方法是在 AVSiC 表面先用化學(xué)方法鍍 Ni-p作為附著層,在附著層上根據(jù)需要鍍適合Sn-Pb 基釬料和 Au 基釬料中溫釬焊的可焊層,最后為防止可焊層的氧化再鍍一層保護(hù)層。在加熱的時(shí)候,不同涂層的金屬發(fā)生互溶,原來(lái)相對(duì)較為平坦的鍍層會(huì)在粗糙不平的鋁基碳化硅基體表面軟化、陷落，隨著表面的不平而起伏。這樣增加了鍍層的表面積,這時(shí)由于溶解和擴(kuò)散以及不致密鍍保護(hù)層的影響,用于焊接的可焊層金屬會(huì)到達(dá)鍍層的最表。面,如果焊接過(guò)程是在氧化的氣氛中(例如空氣中),到達(dá)鍍層最表面的可焊層金屬會(huì)很快被氧化,使得熔化的釬料對(duì)其表面潤(rùn)濕能力急劇下降，焊縫相應(yīng)出現(xiàn)孔隙,引起接頭性能下降。加厚保護(hù)層金屬的涂鍍,也避免不了在氧化氣氛中釬焊時(shí)可焊性鍍層的氧化。
以上就是本文的全部?jī)?nèi)容。鋁基碳化硅復(fù)合材料是科技發(fā)展的主要方向之一，同樣也是新材料的研制和應(yīng)用，新材料的研究，是我們?nèi)祟悓?duì)物質(zhì)性質(zhì)認(rèn)識(shí)和應(yīng)用向更深層次的進(jìn)軍。如果想進(jìn)一步了解鋁基碳化硅的內(nèi)容，可以的登錄蘇州思萃熱控官網(wǎng)。
隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能驅(qū)動(dòng)的新計(jì)算時(shí)代的發(fā)展，對(duì)半導(dǎo)體器件的需求日益增長(zhǎng)，同時(shí)也催生了市場(chǎng)對(duì)半導(dǎo)體材料的需求，半導(dǎo)體材料行業(yè)迎來(lái)快速發(fā)展的黃金期。在國(guó)家鼓勵(lì)半導(dǎo)體材料國(guó)產(chǎn)化的政策導(dǎo)向下，本土半導(dǎo)體材料廠商不斷提升半導(dǎo)體產(chǎn)品技術(shù)水平和研發(fā)能力，逐漸打破了國(guó)外半導(dǎo)體廠商的壟斷格局，推進(jìn)中國(guó)半導(dǎo)體材料國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，促進(jìn)中國(guó)半導(dǎo)體材料行業(yè)的發(fā)展。
數(shù)據(jù)顯示，2017-2019年中國(guó)半導(dǎo)體材料市場(chǎng)規(guī)模逐年增長(zhǎng)，從2017年的76億美元增長(zhǎng)至2020年的94億美元。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017-2020年全球62座新投產(chǎn)的晶圓廠中有26座來(lái)自中國(guó)大陸，占比超過(guò)40%，成為增速最快的地區(qū)。伴隨著5G時(shí)代的來(lái)臨，汽車電動(dòng)化進(jìn)程拉動(dòng)IGBT規(guī)模增長(zhǎng)。得益于對(duì)清潔能源高速增長(zhǎng)的需求，IGBT市場(chǎng)規(guī)模將持續(xù)增長(zhǎng)，IGBT市場(chǎng)在2020年的規(guī)模為54億美元，從2020年到2026年將以7.5%的復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)2026年市場(chǎng)規(guī)模為84億美元。新能源車應(yīng)用作為IGBT市場(chǎng)規(guī)模的重要增量，2020年市場(chǎng)規(guī)模為為5.09億美元，2020-2026年的復(fù)合年增長(zhǎng)率為23%，預(yù)計(jì)2026年新能源車用IGBT市場(chǎng)規(guī)模為17億美元。
隨著5G、智慧物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，中國(guó)大陸的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)得以在眾多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)快速與全面布局，正逐步驅(qū)使全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)從韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移。目前，我國(guó)已經(jīng)成為最大的半導(dǎo)體市場(chǎng)，并且繼續(xù)保持最快的增速，預(yù)計(jì)半導(dǎo)體市場(chǎng)增長(zhǎng)將持續(xù)帶動(dòng)半導(dǎo)體材料行業(yè)快速發(fā)展。
