在現代電子工業中,高功率和高頻電子器件的散熱管理成為一個關鍵挑戰。隨著功率半導體、射頻器件和光電子產品的不斷發展,材料的選擇對封裝的可靠性和散熱性能起著至關重要的作用。鉬銅合金(Mo-Cu)因其優異的導熱性、低熱膨脹係數(CTE)以及良好的機械強度,成為電子封裝領域的重要材料之一。
鉬銅材料主要用於電子封裝中的熱沉材料和結構支撐材料,具體作用包括:
(1)提高散熱效率
電子器件在工作時會產生大量熱量,若不能及時散熱,將導致器件性能下降甚至失效。鉬銅具有較高的熱導率(通常在150-200 W/m·K),可有效將器件產生的熱量傳導至外部散熱系統,提高器件的工作穩定性。
(2)減少熱應力,提高可靠性
半導體材料(如矽Si、砷化鎵GaAs、碳化矽SiC)在溫度變化時會產生熱膨脹,而封裝材料的熱膨脹係數(CTE)若與其不匹配,會導致介面處產生應力,甚至出現裂紋。鉬銅的CTE可通過成分調整(如Mo70Cu30、Mo60Cu40)來匹配半導體材料,減少熱應力,提高器件的可靠性。
(3)增強結構強度和耐久性
相比單一金屬材料(如銅、鋁),鉬銅合金具有較高的機械強度和耐熱性能,適用于高溫高應力環境。在長期使用過程中,其能保持穩定的物理和化學性質,延長電子封裝的壽命。
(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率(相比純銅)可以減少寄生效應,提高電磁相容性(EMC),從而優化信號傳輸性能。