热控材料有哪些？铜/金刚石复合材料优势解析

发布时间：2024-04-11 浏览次数：231次

随着现代科技的发展，移动通信、物联网、人工智能和动力电池等领域的技术不断突破，电子设备正朝着更轻、更薄、更高效的方向迈进。然而，这一进步背后却伴随着一个日益突出的问题——散热。由于芯片和模组的集成度急剧提升，功率密度不断增大，加上电子元器件也趋于小型化和高度密集化，电子设备在工作过程中产生的热量大幅增加，若无法及时有效地散热，将严重影响设备的寿命和稳定性。那么，热控材料有哪些呢？

热控材料主要通过反射、辐射、导热/隔热以及相变蓄热等方式来实现对目标温度的控制。这些材料包括多种类型，如热控涂层、多层隔热材料、导热材料和相变材料等。

在众多热控材料中，金刚石-铜复合材料凭借其卓越的导热性能和低热膨胀系数，脱颖而出，成为满足高功率半导体、超算芯片等电子封装器件散热需求的重要候选材料。

金刚石是自然界中已知导热能力最强的物质之一，其室温下的热导率高达2.2kW/(m·K)，远超铜的0.4kW/(m·K)。同时，金刚石还具有极低的热膨胀系数，这对于减少电子元器件因温度变化而产生的热应力损害至关重要。铜作为一种优良的导热和导电材料，其机械加工性能也十分出色。将金刚石与铜相结合，形成的铜/金刚石复合材料继承了二者的优点，不仅导热性能卓越，而且易于加工成各种形状和尺寸，极大地拓宽了其应用范围。

目前，铜金刚石复合材料的制备方法主要有高温法和电镀法两大类。高温法包括粉末冶金法、等离子体烧结法、溶渗法以及高温高压法等，这些方法虽然能够制备出性能优异的复合材料，但存在着制造成本高、生产效率低以及样品尺寸和形状受限等问题。相比之下，电镀法以其设备简单、能耗低、加工条件温和以及工艺设计自由度大等优势，成为了一种理想的铜/金刚石复合材料制备方法。更重要的是，电镀法与载板级微加工工艺相兼容，为实现批量化生产提供了可能。

北京时间2022年2月27日11时06分，我国在文昌发射场使用长征八号运载火箭，以“1箭22星”方式，成功将泰景三号01卫星、泰景四号01卫星、海南一号01/02星等共22颗卫星发射升空。本次飞行试验搭载了22颗卫星，创中国一箭多星最高纪录。

本次发射的22颗卫星总计完成12次分离动作，在此过程中，长八火箭宛如跳了一出‘芭蕾’，而22颗星的释放就如‘天女散花’一般。三层式多星分配器从下到上分别由锥形支架、中心承力筒和圆盘平台组成。其中，锥形支架搭载2颗卫星，中心承力筒搭载14颗卫星，圆盘平台搭载6颗卫星，完美将22颗卫星装进整流罩中。

由多个小卫星“拼车”完成的“共享发射”新模式，既可充分发挥火箭能力，又能有效满足市场需求。随着电子元器件和卫星有效载荷技术的快速发展，卫星的功能也越来越强大。重量只有几公斤到几十公斤的微纳卫星、甚至更小的皮卫星就可以完成很多过去只有大卫星才能完成的任务。

长征八号新构型首飞，同时创造了我国“一箭多星”的新纪录，这实在是一件值得骄傲的事！未来，中国航天必将会带来更多惊喜，我们拭目以待！

2022.03

半导体材料发展前景

随着物联网、大数据和人工智能驱动的新计算时代的发展，对半导体器件的需求日益增长，同时也催生了市场对半导体材料的需求，半导体材料行业迎来快速发展的黄金期。在国家鼓励半导体材料国产化的政策导向下，本土半导体材料厂商不断提升半导体产品技术水平和研发能力，逐渐打破了国外半导体厂商的垄断格局，推进中国半导体材料国产化进程，促进中国半导体材料行业的发展。

数据显示，2017-2019年中国半导体材料市场规模逐年增长，从2017年的76亿美元增长至2020年的94亿美元。据统计，2017-2020年全球62座新投产的晶圆厂中有26座来自中国大陆，占比超过40%，成为增速最快的地区。伴随着5G时代的来临，汽车电动化进程拉动IGBT规模增长。得益于对清洁能源高速增长的需求，IGBT市场规模将持续增长，IGBT市场在2020年的规模为54亿美元，从2020年到2026年将以7.5%的复合年增长率（CAGR）增长，预计2026年市场规模为84亿美元。新能源车应用作为IGBT市场规模的重要增量，2020年市场规模为为5.09亿美元，2020-2026年的复合年增长率为23%，预计2026年新能源车用IGBT市场规模为17亿美元。

随着5G、智慧物联网时代的到来，中国大陆的半导体产业得以在众多领域实现快速与全面布局，正逐步驱使全球半导体产业从韩国、中国台湾向中国大陆转移。目前，我国已经成为最大的半导体市场，并且继续保持最快的增速，预计半导体市场增长将持续带动半导体材料行业快速发展。

2022.07

加工铝碳化硅用哪种数控设备

加工铝碳化硅用哪种数控设备，你知道吗，下面我们一起了解一下吧。

铝碳化硅是一种新型复合材料，它充分结合了碳化硅陶瓷和金属铝的不同优势，铝碳化硅的应用前景也会变得越来越广泛，在近几年人们也比较注重于这领域当中。目前在国内生产铝碳化硅雕铣机的厂家虽然是有的，但是还是很少，许多加工企业对于这种铝碳化硅的新型材料接触还是比较少的。其实铝碳化硅雕铣机也是属于数控机床的一种，我们在普通雕铣机的原基础上，经过研发创新的一种可以加工铝碳化硅的专用雕铣机。

铝碳化硅(AlSiC)是铝基碳化硅颗粒增强复合材料的简称，采用的是Al合金作基体，按设计要求，以一定形式、比例和分布状态，用SiC颗粒作增强体，构成有明显界面的多组相复合材料，兼具单一金属不具备的综合优越性能，充分结合了碳化硅陶瓷和金属铝的不同优势，具有高导热性、与芯片相匹配的热膨胀系数、密度小、重量轻，以及高硬度和高抗弯强度，成为新一代电子封装材料选择。铝碳化硅封装材料满足了封装的轻便化、高密度化等要求，适用于航空、航天、高铁及微波等领域，是解决热学管理问题的先选材料，其可为各种微波和微电子以及功率器件、光电器件的封装与组装提供所需的热管理，新材料的铝碳化硅的应用也因此具有很大的市场潜力。

如果想要对铝碳化硅进行精密加工，选择是选用铝碳化硅专用雕铣机。也并不是说普通雕铣机就不可以加工铝碳化硅，但是使用普通雕铣机的机床防护性能比较差，而在加工铝碳化硅过程中会产生大量粉尘容易进入机床导轨和丝杆，导致加工精度下滑，也容易导致减少机床的使用寿命。那为什么选择是选用铝碳化硅专用雕铣机呢？因为铝碳化硅雕铣机具备了优异的机床防护性能，Y轴采用的是盔甲防护罩+风琴防护罩，有效防止在加工铝碳化硅过程中的粉尘进入机床导轨以及丝杠内部；并且我们还优化了机床铸件的结构，将机床在运行过程中产生的振动降到低，确保铝碳化硅的加工精度更高。

铝碳化硅结合了碳化硅陶瓷和金属铝综合优越性能，成为新一代电子封装材料中选择。目前这种铝碳化硅的新型材料现在有越来越多的人们知道，用途逐渐的被开发出来，新材料的铝碳化硅的应用也因此具有很大的市场潜力，而作为铝碳化硅的专用雕铣机：铝碳化硅雕铣机也会具有很大的市场潜力。

以上是加工铝碳化硅用哪种数控设备的介绍，提供大家参考。

2022.07

AlSic有哪些性能特点

AlSiC即铝碳化硅，是铝基碳化硅颗粒增强复合材料的简称，业内又称碳化硅铝或“奥赛克”。根据碳化硅的含量分为低体积分数、中体积分数和高体积分数，其中电子材料应用以高体积分数为主。电子封装中常用的有AlSiC7、AlSiC8系列。你了解多少，下面一起了解一下吧。

■ AlSiC具有高导热率（180～240W/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做到的。

■ 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）是所有电子材料中比较高的：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。

■ 金属化的陶瓷基片可以钎焊到镀好的AlSiC基板上，用粘结剂、树脂可以将印制电路板芯与AlSiC粘合。

■ AlSiC本身具有较好的气密性。但是，与金属或陶瓷封装后的气密性取决于合适的镀层和焊接。

■ AlSiC的物理性能及力学性能都是各向同性的。

以上是AlSic有哪些性能特点的介绍，提供大家参考。