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新材料领域的佼佼者:铝碳化硅电子封装材料
时间:2018-03-28 14:02:06    文字大小:【】【】【

铝碳化硅(AlSiC)是铝基碳化硅颗粒增强复合材料的简称,它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,是新一代电子封装材料中的佼佼者。

  

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首选材料,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——铝碳化硅的应用也因此具有很大的市场潜力。


时代亦可以材料命名


科技发展的主要方向之一是新材料的研制和应用,新材料的研究,是人类对物质性质认识和应用向更深层次的进军。

  

人类社会的发展也无时不伴随着对自然界物质的改造与利用,石器时代伴随人类度过原始生活,铁器时代带来农业文明,以及后来金、银、陶瓷在人类生活中的地位都表明,人类发展史同样也是一部物质材料的发展史。

  

“十三五规划”就明确就提出构建产业新体系,推动生产方式向柔性、智能、精细转变,促进新一代信息通信技术、新材料、生物医药及高性能医疗器械等产业发展壮大。

  

新材料在国防建设上作用重大。例如,超纯硅、砷化镓研制成功,导致大规模和超大规模集成电路的诞生,使计算机运算速度从每秒几十万次提高到每秒百亿次以上;航空发动机材料的工作温度每提高100℃,推力可增大24%;隐身材料能吸收电磁波或降低武器装备的红外辐射,使敌方探测系统难以发现等等。

  

铝碳化硅封装材料的发展已历经三代


第一代是以塑料、金属、陶瓷等为主的简单封装,主要的用途是将器件封装在一起,起到包封、支撑、固定、绝缘等作用,这代封装材料目前主要用于电子产品的封装。

 

第二代封装材料,以可伐(Kovar)合金、钨铜合金产品为代表,其对于航天、航空、军工国防及以便携、袖珍为主要趋势的当代封装业来讲,有先天的劣势。

  

第三代封装材料即是以铝碳化硅为代表的产品。铝碳化硅(AlSiC)是将金属的高导热性与陶瓷的低热膨胀性相结合,能满足多功能特性及设计要求,具有高导热、低膨胀、高刚度、低密度、低成本等综合优异性能,是当今芯片封装的最新型材料。目前已大量应用到航空航天、新能源汽车、电力火车,微电子封装等领域。

  

铝碳化硅封装材料具有较大的市场潜力

  

目前,国内生产铝碳化硅产品的企业有3家左右,国外企业有7家左右,美国企业4家、欧盟企业1家、日本企业2家。其中,在国内有代理商的有两家企业。

  

从公开资料来看,多数企业技术研发实力较强、生产装备好、产品品种多、技术先进,具有各类管壳和平板基片产品的研发和生产能力。

  

日本DENKA化学株氏会社美国CPS公司是目前世界上规模最大的生产铝碳化硅基板产品的两家企业。目前,上述两家公司占据了铝碳化硅行业绝大部分的市场份额。

  

铝碳化硅可实现低成本的、无须进一步加工的净成形,还能与高散热材料(金刚石、高热传导石墨等)的经济性并存集成,满足大批量倒装芯片封装、微波电路模块、光电封装所需材料的热稳定性及散温度均匀性要求,同时也是大功率晶体管、绝缘栅双极晶体管的优选封装材料,提供良好的热循环及可靠性。

  

业内预计,未来中国新材料产值增长速度将保持在每年20%以上。到2020年,中国新材料产业市场规模有望达到数万亿元。巨大的市场需求为新材料产业提供了重要的发展机遇。

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