作为一种低成本,能严格控制弧长,以熔滴短路为信号的CMT焊接,研究CMT焊的不同参数对高硅铝合金的影响也是有一定的意义的。
1。2 高硅铝合金
理想的电子封装材料应满足以下性能要求:(1) 较低的热膨胀系数(Coefficient of thermal expansion,CTE),要求与Al2O3 和GaAs 芯片的CTE相匹配,以避免CTE 相差过大,产生热应力,从而使集成电路芯片受到应力损伤,元件参数不稳;(2)较高的热导率(要求>100 W/(m·K)),能及时扩散组件的工作温度,保护芯片不因温度过高而失效;(3)较低的密度(<3 g/cm3),减轻器件的质量;(4)合理的比刚度,不会太过于硬,易与加工切削,且对机械部件起到稳定支撑和保护作用;(5)稳定的化学性质等要求,高硅铝合金基本满足以上要求[4]。文献综述
高硅铝合金中的Si含量一般为12—70,热膨胀系数在7。4和20×10-6/k之间,以便和不同的微电子设备和基板兼容,由于高硅铝合金的散热性能好,不需要配备专门的散热器,以除去有源器件产生的热量,减少了制造的成本和复杂性。对高硅铝合金加工操作时,不会产生零件毛刺,在与大多数其它金属对比,这避免了除去毛刺的相关操作。由于铝、硅是轻质金属,焊接区域,含有重金属,容易通过X-射线发现,大大促进非破坏性检查环节。硅铝合金采用业界成熟的方法是可电镀的。由于铝、硅合金的环保性,可安全操作和使用,不会出现废弃处置问题。而且不含有关键性金属,如钴,钨和钼,所以合金是不容易受到价格波动的影响而出现供应短缺的问题。高硅铝合金具有热导性能好,比强度较高,通过镀金、银、铜、镍,来完善它的标准工艺,与基材可焊,易于精密机加工等优越性能,是一种应用前景广阔的电子封装材料, 特别是在航天航空、空间技术和便携式电子器件等高技术领域[5]。
高硅铝合金一般应用在:(1)半导体加工设备;(2)射频/微波封装材料和载波器;(3)散热片和散热器;(4)光学和电子光学外壳;(5)气体及其他传感器的载体;(6)层压印刷电路板的输送板;(7)印刷电路板的导向杆和嵌入式计算机产品[6]。由Osprey金属公司研发出的轻质CE系列(Controlled Expansion)的高硅铝基电子封装材料,在航空航天中有广泛的应用。其中CE17M级合金(含有少量的铁,镁,锰,以提高它的硬度和可加工性),价格是W-50Cu的四分之一,重量却是它的六分之一,常被用作导电条被用于飞机的PCB板和计算机产品,作为替代W-50Cu相关的制造。CE7合金的密度为2。4 g/cm3,比纯铝轻15%;比刚度为53 M Pa·cm3/g,是Kovar合金的3倍、Cu-75W合金的3。5倍。其中CE7和CE9合金由于CTE与其CTE与电路板和组件的CTE匹配度高,其导热性高,密度低,气密性好,尺寸稳定和易于加工,无毛刺,被广泛应用于阴极射频(RF)、微波封装和航空航天飞行器的电子系统中[7]。CE7光学壳体如图1-2,形成一个高速的MEMS开关装置,包括一系列的这些模块陈列,都广泛的应用在航空航天电子系统组件上。来.自^优+尔-论,文:网www.youerw.com +QQ752018766-
爱立信微波系统公司已经选择CE13作为Kovar合金的替代品,生产雷达外壳如图1-3。CE合金提供了他们所需轻质量的要求,并循环使用,并作为雷达的壳体,而不再需要与Kovar搭配使用的散热器。该电路被组装在一个CE9载体上,具有加工螺纹孔并镀镍。然后螺栓向下进入CE13壳体,镀镍,并进行电路调谐。 CE17的两个盖子被固定到CE13壳体的顶部和底部,以覆盖螺丝孔,用激光焊接到位,以提供气密密封性。连接区域不需涂覆镍层,以避免从镍层中所产生的焊缝,损害机械完整的性能。焊缝已被证明是完全可重复的,并允许返工。张济山教授也有将Al-70Si材料作为功率放大器的基板材料[8]。 电子封装用硅铝合金的CMT焊工艺研究(3):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_112972.html