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盡管設(shè)計(jì)師能夠選用相近銅的方法處理這個(gè)問(wèn)題,但銅、鋁與集成ic、基鋼板比較嚴(yán)重的熱失配,給封裝的熱設(shè)計(jì)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(duì),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??煞タ煞ヤX合金(Fe-29Ni-17Co,我國(guó)型號(hào)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(duì)封接,在低功率密度的金屬封裝中獲得普遍的應(yīng)用。但因?yàn)槠錈釋?dǎo)率低,電阻高,相對(duì)密度也很大,使其廣泛運(yùn)用遭受了挺大限定。金屬封裝機(jī)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(yùn)用精密機(jī)械制造開(kāi)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(jià)錢持續(xù)減少,非常是可立即成型,防止了價(jià)格昂貴的生產(chǎn)加工花費(fèi)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(qiáng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)度方向的熱導(dǎo)率至少低一個(gè)數(shù)量級(jí)。用作封裝的底座或散熱片時(shí),這種復(fù)合材料把熱量帶到下一級(jí)時(shí),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?jǐn)?shù)都會(huì)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(jì)者可以用幾個(gè)較小的基板來(lái)代替單一的大基板,分開(kāi)布線。退火的純銅由于機(jī)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(qiáng)度,但在外殼制造或密封時(shí)不高的溫度就會(huì)使它退火軟化,在進(jìn)行機(jī)械沖擊或恒定加速度試驗(yàn)時(shí)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(píng)估的胚料大小進(jìn)行切割并擠壓,這個(gè)過(guò)程被稱之為鋁擠,會(huì)讓鋁材擠壓之后成為規(guī)則的鋁板方便加工,同時(shí)更加致密,堅(jiān)硬。因?yàn)樵嫉匿X材硬度和強(qiáng)度都不夠。金屬封裝外殼壓鑄的原則就是不浪費(fèi),節(jié)省時(shí)間和成本,但是不利于后期的陽(yáng)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(wèn)題,當(dāng)然,廠商們都有一個(gè)良品率的概念,靠譜的廠商是不會(huì)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(diǎn),它制成的底座出現(xiàn)軟化可以導(dǎo)致芯片和/或基板開(kāi)裂。為了提高銅的退火點(diǎn),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(dá)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(wú)氧高導(dǎo)銅的退火點(diǎn)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(guó)內(nèi)開(kāi)展對(duì)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(kāi)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(qiáng)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(duì),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(qiáng)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(shí)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(hù);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