在現(xiàn)代電子工業(yè)中,高功率和高頻電子器件的散熱管理成為一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)。隨著功率半導(dǎo)體、射頻器件和光電子產(chǎn)品的不斷發(fā)展,材料的選擇對(duì)封裝的可靠性和散熱性能起著至關(guān)重要的作用。鉬銅合金(Mo-Cu)因其優(yōu)異的導(dǎo)熱性、低熱膨脹係數(shù)(CTE)以及良好的機(jī)械強(qiáng)度,成為電子封裝領(lǐng)域的重要材料之一。
鉬銅材料主要用於電子封裝中的熱沉材料和結(jié)構(gòu)支撐材料,具體作用包括:
(1)提高散熱效率
電子器件在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱量,若不能及時(shí)散熱,將導(dǎo)致器件性能下降甚至失效。鉬銅具有較高的熱導(dǎo)率(通常在150-200 W/m·K),可有效將器件產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至外部散熱系統(tǒng),提高器件的工作穩(wěn)定性。
(2)減少熱應(yīng)力,提高可靠性
半導(dǎo)體材料(如矽Si、砷化鎵GaAs、碳化矽SiC)在溫度變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱膨脹,而封裝材料的熱膨脹係數(shù)(CTE)若與其不匹配,會(huì)導(dǎo)致介面處產(chǎn)生應(yīng)力,甚至出現(xiàn)裂紋。鉬銅的CTE可通過(guò)成分調(diào)整(如Mo70Cu30、Mo60Cu40)來(lái)匹配半導(dǎo)體材料,減少熱應(yīng)力,提高器件的可靠性。
(3)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐久性
相比單一金屬材料(如銅、鋁),鉬銅合金具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性能,適用于高溫高應(yīng)力環(huán)境。在長(zhǎng)期使用過(guò)程中,其能保持穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì),延長(zhǎng)電子封裝的壽命。
(4)提高封裝的電氣性能
在射頻和微波電子器件中,鉬銅材料因其較低的電導(dǎo)率(相比純銅)可以減少寄生效應(yīng),提高電磁相容性(EMC),從而優(yōu)化信號(hào)傳輸性能。