Un refroidissement plus efficace. Avec les dissipateurs de chaleur Plansee.

L'accroissement de densité de puissance dans les petits équipements électroniques sont un grand défi pour la gestion thermique dans les systèmes électriques. Un refroidissement inapproprié impacte considérablement l'efficacité et la fiabilité des composants semi-conducteurs. C'est pour cette raison que plus de la moitié de toutes les défaillances des composants électroniques sont dues aux influences thermiques.

Molybdenum-copper laminate for heat dissipation

Les composants électroniques doivent être assemblés sur des substrats ou embases qui agissent en tant que dissipateurs de chaleur. Seuls quelques matériaux possèdent la conductibilité thermique requise et la dilatation thermique appropriée pour dissiper la chaleur des composants électriques de manière fiable. Ce croquis montre la structure de principe d'un assemblage électronique hermétiquement fermé.

Puce de gestion thermique

Nous avons le matériau idéal.

Les stratifiés Mo/Cu, WCu et les stratifiés multi-couches Mo/cu dissipent de manière fiable la chaleur des composants électriques et aident à refroidir les modules IGBT, ensembles RF, puces LED et d'autres produits. Ils combinent un faible coefficient de dilatation thermique du molybdène et du tungstène avec une excellente conductivité thermique du cuivre. Nous avons optimisé la composition de ces matériaux composites pour répondre aux exigences du silicium, du GaAs et des semi-conducteurs en GaN.

Dissipateurs thermiques fiables pour vos semi-conducteurs de puissance.

Ender Cetin vous explique comment nos produits améliorent la dissipation de chaleur dans les boitiers électroniques.

Composites MoCu

MoCu30

Les composites MoCu sont composés de molybdène ultra-pur avec 30 % de cuivre non oxygéné. Cette composition offre une conductibilité thermique plus élevée et une densité plus faible que les composites uniquement à base de molybdène pur. Nos composites MoCu sont particulièrement adaptés aux applications nécessitant des densités de puissance élevées, mais avec un poids bas, par exemple dans les industries automobile et aéronautique.

Composites PMC® (Cu-MoCu-Cu)

PMC141

Lorsqu'une excellente répartition de la chaleur doit être combinée à une faible dilatation thermique, nous vous recommandons nos laminés PMC. Le PMC est un composé à 3 couches avec un noyau en MoCu plaqué de cuivre OF pur. Ce laminé est généralement structuré avec un coefficient d'épaisseur entre les couches de 1:4:1. Résultat : nous garantissons une excellente répartition et dissipation de la chaleur dans les transistors LDMOS et les autres applications avec des densités de puissance particulièrement élevées.

Laminés CMC (Cu-Mo-Cu) et SCMC (Cu-Mo-Cu-…-Cu)

CMC111
SCMC313-5

Nos laminés (CMC et SCMC) sont idéalement conçus pour répondre aux exigences thermiques en électronique à haute fréquence. La structure et l'épaisseur des couches en cuivre et molybdène peuvent être modifiées, permettant une adéquation parfaite entre le coefficient de dilatation thermique et les matériaux semi-conducteurs conventionnels, et aboutissant à des niveaux plus élevés de conductivité thermique. Nous proposons des laminés à 3 couches avec une épaisseur de couche uniforme, comme notre CMC 111, et des laminés à 5 couches avec des épaisseurs différentes de cuivre et de molybdène, comme notre SCMC 313-5. Si vous nécessitez une structure de couche différente, nos experts en matériaux se feront un plaisir de vous conseiller.

Pièces finies adaptées à votre besoin.

Nous proposons nos matériaux sous forme de tôles, composants prédécoupés et plaques ou sous forme de produits terminés (répartiteurs de chaleur, embases et sous-supports). Les revêtements protègent les matériaux de la corrosion et forment la base d'une connexion parfaite entre la puce et l'embase.

Nos composants métalliques.

Conductivité thermique des différents matériaux.

Comparaison de la conductivité thermique et du coefficient de dilatation thermique de plusieurs matériaux :

Matériau
(nom du produit)
Composition [wt%] Densité à 20 °C [g/cm3] Coefficient de dilatation thermique à 20-150 °C [10-6/K] Conductivité thermique à 20 °C
[W/(m·K)]
Molybdène Mo 99,97% 10,2 22°C5.5/20-800°C5.7 xyz142
Tungstène W 99,95% 19,3 22°C4.5/20-800°C4.8 xyz165
MoCu Mo-30% Cu 9,7 22°C7.1/20-800°C7.8 xyz205
WCu W-10% Cu 17,1 22°C6.4 xyz195
WCu W-15% Cu 16,4 22°C7.3 xyz215
WCu W-20% Cu 15,5 22°C8.3 xyz235
Cu/Mo-30Cu/Cu(PMC) 1:4:1 /Mo-52% Cu 9.4-9.6 20-150°C7-8/20-800°C6.5-8.5 xy280/z170
Cu/Mo/Cu (CMC) 1:1:1 /Mo-66% Cu 9,320-150°C6.5/20-800°C6.6 xy305/z>220
Cu/Mo/Cu/.../Cu(S-CMC)3:1:3:1:3 /Mo-80% Cu9,2 20-150°C8.1/20-800°C7.5 xy350/z>250

 

Avez-vous une demande spécifique ? Parlez-en avec nous. Nous vous livrerons votre matériau personnalisé.

Détail des propriétés des matériaux.

Opter pour des matériaux disposant de propriétés physiques adaptées est crucial pour la fiabilité et la durée de vie des assemblages électroniques. Dans ce contexte, le coefficient de dilatation thermique est d’une importante toute particulière lors du choix du matériaux pour l’embase. Nos matériaux permettent d’adapter les propriétés thermiques aux exigences du semi-conducteur et de l’assemblage.

Coefficient de dilatation thermique

Valeurs typiques ; monocristal GaN selon l'Institue of High Pressure Physics - Unipress.
CTE = Coefficient de dilatation thermique

Outre la dilatation thermique du matériau, la conductivité thermique joue aussi un rôle essentiel. L'utilisation de composites Mo/Cu améliore considérablement la conductivité thermique par rapport au molybdène pur.

Conductivité thermique
Données typiques.

Le tableau ci-dessous répertorie les valeurs typiques de limite d'élasticité (Rp0.2) et de résistance à la traction (Rm). Les propriétés exactes dépendent du degré de traitement du matériau.

MatériauRp0,2[MPa]Rm[MPa]
MoCu30> 650< 750
PMC 141> 600< 700
CMC 111> 400< 410
SCMC 612-5> 380< 400

Simulation du flux de chaleur.

Les simulations suivantes illustrent l'importance du choix du bon matériau. La source de chaleur était une puce GaN (rendement électrique 240 W, fonctionnement intermittent) brasée au dissipateur de chaleur à l'aide d'un fer à souder AuSn20.

Simulation des matériaux des dissipateurs de chaleur
Simulation des matériaux des dissipateurs de chaleur
MoCu30
Simulation des matériaux des dissipateurs de chaleur
CMC 111
Simulation des matériaux des dissipateurs de chaleur
SCMC 612-5

Voir où nos matériaux sont utilisés.

Vous pouvez trouver nos embases et nos répartiteurs de chaleur dans des composants pour l'optoélectronique, dans les applications à haute fréquence ainsi que dans l'électronique à haute puissance et la microélectronique. Laissez-nous vous montrer les domaines d'applications les plus importants:

  • Transistors LDMOS (LDMOS = laterally diffused metal oxide semiconductor)
  • HEMT (transistor à haute mobilité d'électrons) comprenant des transistors en GaN
  • Packs micro-ondes pour amplificateurs haute puissance et circuits intégrés monolithiques hyperfréquence dans les équipements radar
  • Technologie de montage sans boitier de circuits intégrés (COB)
  • Diodes laser, supports de cristal pour lasers
  • LED haute puissance, émetteur unique de LED, multi-émetteurs de LED
  • Modules IGBT pour systèmes de pilotage électrique automobile (EV/HEV)

Décrivez-nous votre application. Que vous ayez besoin de Cu/Mo/Cu (CMC), de Cu/MoCu/Cu (PMC), de MoCu, WCu de ou de molybdène pur - notre équipe de gestion thermique trouvera le matériau le plus approprié pour vous.

Votre interlocuteur
Votre contact personnel pour:
Jim Palombo
Appelez-moi:
+1 508 918 1230
ou envoyez un email:
jim.palombo@plansee.com
Jim Palombo