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密度大也使Cu/W具有對空間輻射總劑量(TID)環(huán)境的優(yōu)良屏蔽作用,因為要獲得同樣的屏蔽作用,使用的鋁厚度需要是Cu/W的16倍。 Cu基復(fù)合材料純銅具有較低的退火點,它制成的底座出現(xiàn)軟化可以導(dǎo)致芯片和/或基板開裂。新型的金屬封裝材料及其應(yīng)用除了Cu/W及Cu/Mo以外,傳統(tǒng)金屬封裝材料都是單一金屬或合金,它們都有某些不足,難以應(yīng)對現(xiàn)代封裝的發(fā)展??煞タ煞ズ辖?Fe-29Ni-17Co,中國牌號4J29)的CTE與Si、GaAs以及Al2O3、BeO、AIN的CTE較為接近,具有良好的焊接性、加工性,能與硼硅硬玻璃匹配封接,在低功率密度的金屬封裝中得到廣泛的使用。但由于其熱導(dǎo)率低,電阻率高,密度也較大,使其廣泛應(yīng)用受到了很大限制。金屬基復(fù)合材料金屬封裝是采用金屬作為殼體或底座,芯片直接或通過基板安裝在外殼或底座上,引線穿過金屬殼體或底座大多采用玻璃—金屬封接技術(shù)的一種電子封裝形式。它廣泛用于混合電路的封裝,主要是和定制的專用氣密封裝,在許多領(lǐng)域,尤其是在軍事及航空航天領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
為了減少陶瓷基板上的應(yīng)力,設(shè)計者可以用幾個較小的基板來代替單一的大基板,分開布線。添加Al2O3后,熱導(dǎo)率稍有降低,為365W(m-1K-1),電阻率略微提升,為1.85μΩ·cm,但抗拉強度獲得持續(xù)上升。退火的純銅由于機械性能差,很少使用。加工硬化的純銅雖然有較高的屈服強度,但在外殼制造或密封時不高的溫度就會使它退火軟化,在進行機械沖擊或恒定加速度試驗時造成外殼底部變形。 雖然設(shè)計者可以采用類似銅的辦法解決這個問題,但銅、鋁與芯片、基板嚴(yán)重的熱失配,給封裝的熱設(shè)計帶來很大困難,影響了它們的廣泛使用。1.2 鎢、鉬Mo的CTE為5.35×10-6K-1,與可伐和Al2O3非常匹配,它的熱導(dǎo)率相當(dāng)高,為138 W(m-K-1),故常作為氣密封裝的底座與可伐的側(cè)墻焊接在一起,用在很多中、高功率密度的金屬封裝中.金屬封裝外殼壓鑄成型工藝:全壓鑄的工藝和塑料制品的生產(chǎn)流程十分相似,都是利用精密模具進行加工,只是材質(zhì)由塑料改成了融化的金屬;CNC與壓鑄結(jié)合工藝;
這些材料不僅包括金屬封裝的殼體或底座、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,國內(nèi)開展對金屬基復(fù)合材料的研究和使用將是非常重要的。這種材料已在金屬封裝中得到廣泛使用,如美國Sinclair公司在功率器件的金屬封裝中使用Glidcop代替無氧高導(dǎo)銅作為底座。銅、鋁純銅也稱之為無氧高導(dǎo)銅(OFHC),電阻率1.72μΩ·cm,僅次于銀。美國Sencitron公司在TO-254氣密金屬封裝中使用陶瓷絕緣子與Glidcop引線封接。金屬封裝外殼CNC加工開始前,首先需要建模與編程。3D建模的難度由產(chǎn)品結(jié)構(gòu)決定,結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品建模較難,需要編程的工序也更多、更復(fù)雜。