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不同鉬銅配比對電子封裝性能的影響

鉬銅合金的具體性能受其成分配比的影響較大,不同的鉬銅配比會直接影響其熱學(xué)、機(jī)械和電學(xué)特性,從而影響電子封裝性能。

對熱學(xué)性能的影響
在電子封裝中,散熱性能至關(guān)重要,特別是在高功率電子器件中,封裝材料的熱導(dǎo)率直接決定了器件的穩(wěn)定性和壽命。鉬銅合金的熱導(dǎo)率隨銅含量的增加而提高,但同時也會導(dǎo)致熱膨脹係數(shù)上升。例如:

Mo70Cu30(70% Mo, 30% Cu)合金的熱導(dǎo)率約為 120 W/m·K,熱膨脹係數(shù)約為 7.8 × 10??/K。
Mo50Cu50(50% Mo, 50% Cu)合金的熱導(dǎo)率約為 180 W/m·K,熱膨脹係數(shù)約為 9.5 × 10??/K。
Mo30Cu70(30% Mo, 70% Cu)合金的熱導(dǎo)率可達(dá) 250 W/m·K 以上,但其熱膨脹係數(shù)也增大至 12 × 10??/K 左右。

對於需要高導(dǎo)熱性的封裝材料,例如大功率半導(dǎo)體器件,通常採用Mo50Cu50或Mo40Cu60,以在保持較高導(dǎo)熱性的同時,避免因熱膨脹失配導(dǎo)致的介面應(yīng)力問題。

鉬銅散熱片圖片

對機(jī)械性能的影響
鉬的硬度較高,而銅的延展性較好,不同Mo-Cu配比會影響材料的機(jī)械性能。例如:

Mo含量高(>70%):材料硬度高,機(jī)械強(qiáng)度大,但脆性增加,加工難度較大,適用於對強(qiáng)度要求較高的封裝,如航空航太用電子封裝。
Mo-Cu均衡(50:50):兼具較高的機(jī)械強(qiáng)度和一定的韌性,加工性較好,是較常見的封裝材料比例。
Cu含量高(>70%):材料較軟,易加工,但耐高溫性能下降,適用於低功率電子封裝。

對電學(xué)性能的影響
鉬的電阻率較高,而銅的導(dǎo)電性較好,因此Mo-Cu合金的電阻率隨著Mo含量的增加而增大。例如:

Mo30Cu70的電導(dǎo)率較高,適用於對電流傳輸要求較高的電子封裝。
Mo70Cu30的電阻率較大,適用於需要遮罩或降低電流洩漏的應(yīng)用。
在射頻(RF)和微波封裝中,Mo50Cu50或Mo40Cu60較為常見,因為它們在導(dǎo)電性和機(jī)械強(qiáng)度之間取得了良好的平衡。

不同鉬銅配比的合金在電子封裝中的選擇取決於具體的應(yīng)用需求:

高功率器件(IGBT、LED基板):推薦Mo50Cu50或Mo40Cu60,以保證較高導(dǎo)熱性和適中的熱膨脹係數(shù)。
高可靠性封裝(航空航太、軍用電子):推薦Mo70Cu30,以提供更低的熱膨脹係數(shù)和更高的機(jī)械強(qiáng)度。
射頻與微波封裝:推薦Mo40Cu60或Mo30Cu70,以優(yōu)化導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。

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