cmc[銅鉬銅封裝材料]

cmc[銅鉬銅封裝材料]

銅鉬銅(Cu/Mo/Cu)封裝材料是一種三明治結構的平板複合材料,它採用純鉬做芯材,雙面再覆以純銅或者彌散強化銅。

這種材料的熱膨脹係數可調,熱導率高,耐高溫性能優異,在電子封裝中得到了廣泛的運用。銅鉬銅材料屬於金屬基平面層狀複合型電子封裝材料,這類電子封裝複合材料的結構是層疊式,一般分為三層,中間層為低膨脹材料層,兩邊為高導電導熱的材料層,當然,也有兩層,或者四層複合層板。生產工藝一般採用軋制複合,電鍍複合,爆炸成形等方法加工製備的,這類材料在平面方向有很好的熱導率和較低的膨脹係數,並且基本上不存在緻密問題,此外,這種材料加工成本比較低,例如可以成卷的連續軋制複合生產Cu/Invar/Cu複合板材,能夠大大降低生產成本,還可加工成70um箔材,可以廣泛的套用於PCB的芯層和引線框架材料。由於CMC理論熱導率高、膨脹係數與Si相匹配,早在上世紀90年代,國內外專家學者就對其進行了深入研究,美國的AMAX公司和Climax Specialty Metals公司利用熱軋複合的方法,生產出來Cu/Mo/Cu(CMC)複合材料,並申請了專利,已用在B2隱形轟炸機的電子設備上.CMC的結構與CIC一樣都是三層複合結構,但硬度、抗拉強度、熱導率和電導率卻比CIC高的多,這是因為CMC的中間是鉬板,而鉬的強度、導電、和導熱性都要高於Inar合金。

美國Polymetallurgical、Polese、Elcon等公司採用線上連續軋制複合的技術可生產多種尺寸、局部或全包復的電子封裝材料,與Mo/Cu、W/Cu等粉末冶金方法生產的顆粒增強型電子封裝材料相比,軋制複合方法生產平面複合型電子封裝材料的效率高,生產成本低,並且可以生產大尺寸的封裝材料,因此平面複合型電子封裝材料非常有利於電子行業的生產,容易產生“規模效益”。Ploymetallurgical公司在包復型材料的生產上是行業內的引導者,公司的產品非常全面,可以生產Ag/Cu、Ni/Cu、Au/Ni、CIC和CMC等局部或全面複合型封裝材料,尺寸控制精確,其中CMC的性能在國際上處於一流水平。國內也有楊揚和李正華等人試驗了爆炸複合方法製備CMC電子封裝材料的可行性,對爆炸複合CMC封裝材料界面的結合機制進行了詳細的研究。研究發現Cu/Mo/Cu爆炸複合材料有波形結合界面和平直結合界面。波形界面上存在熔區,熔區內為Cu與Mo的非晶態混合組織,其組成為Cu約占90%,Mo約占10%,熔區內的顯微硬度為1220MPa高於Cu基體的顯微硬度(80MPa)低於Mo基體的顯微硬度(2100MPa)。結果表明,用爆炸複合方法一次性製備Cu/Mo/Cu複合材料是可行的,恰當的工藝參數可製得無顯微裂紋的複合材料,但是爆炸複合的製備方法較為複雜,且成本較高,不適合規模化生產。國內還有江蘇鼎啟科技有限公司 正在研發的高熱導鉚合型銅鉬銅材料項目,已經取得了可喜的進展。

Cu/Mo/Cu電子封裝材料具有優良的導熱性能和可調節的熱膨脹係數,目前是國內外大功率電子元器件首選的電子封裝材料,並能與Be0、Al203陶瓷匹配,廣泛用於微波、通訊、射頻、航空航天、電力電子、大功率半導體雷射器、醫療等行業。例如,現在國際上流行的BGA封裝就大量採用該材料作為基板。另外,在微波封裝和射頻封裝領域,也大量採用該材料做熱沉。在軍用電子設備中,它常常被採用為高可靠線路板的基體材料。

CMC也是我國諸多高技術領域所必需的關鍵性配套材料,是我國高端電子產品開發與生產的基礎,例如,現代的微波通信發射裝置、電力電子器件、高性能積體電路、網路通信器件等產品,都需要這種性能優良的封裝材料。

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