攀时散热片:更高效的散热功能

随着电子元件的功能效率不断提升以及其体积不断缩小,电子系统的热管理受到了严峻的挑战。散热不足会对半导体的效率以及可靠性造成不良影响,半数以上出现问题的电子元件都是由运作温度过热或由不同温差而产生的机械应力所造成的。

用于散热的钼-铜薄片

装在基板上的电子元件需要能够有效散掉所产生的热量。而只有少数材料才具备所需要的热导性以及相应的热膨胀特性,从而能在电子元件中可靠的散热。下面图中是一个密封电子封装的结构原理。

热管理芯片

攀时拥有理想材料

我们的钼铜、钨铜复合材料与钼/铜薄片能够可靠有效的释放电子器件中的热量,为高功率晶体管,例如 IGBT 模块或RF放大器、以及LED 芯片等各种部件品提供冷却降温。我们的材料结合了钼、钨的低热膨胀率和铜的高热导率。我们已对这些复合材料的组分进行了优化设计,以满足硅、砷化镓和氮化镓基半导体材料的要求。因此使用我们的材料可以避免由过热导致的故障或由热应力引起的机械损坏。

可靠的热沉:适用于功率半导体

Ender Cetin为您介绍如何用攀时产品改善电子封装中的散热性:

钼铜复合材料

R750

钼铜复合材料由带有30%OF铜(按重量)的超纯钼构成。合与纯钼相比这种成分组提供了高度导热性以及低密度的特性。因此我们的钼铜复合材料尤其适合于在承受高功率密度的同时还要达到重量低条件的应用领域。例如航天与汽车工业。

PMC®(铜-钼铜-铜) 复合材料

PMC141

以出色散热需求与低热膨胀相结合为前提,我们推荐攀时PMC薄片PMC是一种三层复合材料,以纯OF铜镀钼铜材料核心。这种薄片通常结构的膜层间厚度对比是1:4:1。最终,我们能保证在LDMOS晶体管与其它高功率密度应用中达到优异的散热功能

CMC (铜-钼-铜) 与 SCMC (铜-钼-铜-…-铜) 薄片材料

CMC111
SCMC313-5

我们提供的薄片(CMC与SCMC)为完美适应高频电子领域的高温条件而经过了相应调节。对铜与钼膜层的结构和厚度可以进行改变,确保热膨胀系数完全匹配共同的半导体材料并达到高度的热导性。攀时提供的产品包括均匀厚度的三层薄片,例如我们的CMC111,以及各种厚度的铜与钼5-膜层薄片,例如我们现成的SCMC313-5。如果您需要不同的膜层结构,我们的材料专家们将非常荣幸的为您提供帮助。

成品完全适合客户

我们提供的材料包括各种板材,完成切割的部件或者作为成品的散热片,原片以及衬底。涂层确保了材料的耐腐蚀性,并为芯片与原片间形成完美连接建立了基础。

攀时金属复合材料

各种材料的导热性。

各种材料的导热性与热膨胀系数的对比:

材料
(产品名称)
成分 [wt%] 在20°C的密度[g/cm3] 在20-150°C的热膨胀系数[10-6/K] 导热性(20 °C时)
[W/(m·K)]
钼 99.97% 10.2 22°C5.5/20-800°C5.7 xyz142
钨 99.95% 19.3 22°C4.5/20-800°C4.8 xyz165
MoCu 钼-30% 铜 9.7 22°C7.1/20-800°C7.8 xyz205
WCu 钨-10% 铜 17.1 22°C6.4 xyz195
WCu 钨-15% 铜 16.4 22°C7.3 xyz215
WCu 钨-20% 铜 15.5 22°C8.3 xyz235
铜/钼-30铜/铜(PMC) 1:4:1 /钼-52% 铜 9.4-9.6 20-150°C7-8/20-800°C6.5-8.5 xy280/z170
铜/钼/铜 (CMC) 1:1:1 /钼-66% 铜 9.320-150°C6.5/20-800°C6.6 xy305/z>220
铜/钼/铜/.../铜(S-CMC)3:1:3:1:3 /钼-80% 铜9.2 20-150°C8.1/20-800°C7.5 xy350/z>250

 

您有特殊要求吗?请联系我们。我们为您提供定制材料。

材料特性的详细信息

对于电子封装来说,选择具备相应物理特性的材料是获得可靠性与延长使用寿命的关键。相反地,热膨胀系数对选择基板材料具有特殊意义。而攀时材料的热特性能根据半导体与封装的要求进行定制。

热膨胀系数

典型数值
Unipress高压物理研究所提供的氮化镓单晶
CTE=热膨胀系数

除了材料的热膨胀,热导率也起到重要作用。与纯钼相比,采用钼铜复合材料大幅度提高了热导率。

导热性
典型数据。

下面列表中显示了按照屈变力(Rp0.2)与抗拉强度(Rm)的典型数值。
准确的特性取决于材料的处理程度。

材料Rp0.2[MPa]Rm[MPa]
R750> 650< 750
PMC 141> 600< 700
CMC 111> 400< 410
SCMC 612-5> 380< 400

热流模拟

以下模拟显示选择正确材料的重要性。热源被假设为用AuSn20焊料焊接在热沉上的GaN芯片(输出功率240W,脉冲运行)。

热沉材料模拟
热沉材料模拟
R750
热沉材料模拟
CMC 111
热沉材料模拟
SCMC 612-5

攀时材料的其它应用领域

您可找到用于光电子、高频率应用,高功率电子和微电子领域的攀时基板和散热片元件。我们材料最重要的应用领域有:

  • Si LDMOS 晶体管(LDMOS=横向扩散金属氧化物半导体)
  • GaN/GaAs HEMT 晶体管
  • 雷达应用中用于HPA(高功率放大器)和MMIC (单片微波集成电路)的微波包装
  • 电讯无线电基站
  • 用于固态激光器的激光二极管、晶体体系
  • 高功率LED、单发射极LED、多发射极LED
  • 用于电动汽车发动机的IGBT模块(EV/HEV)与固定式变压器

请告知您的应用领域。无论是CMC、PMC、 MoCu、WCu 还是纯钼, 我们的热管理团队都能为您找到适合的完美材料。

联系人
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Jim Palombo
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Jim Palombo