กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 2 นาที

อัลซิซีซี

AlSiCซึ่งออกเสียงว่า "อัลซิก" เป็นวัสดุคอมโพสิตเมทริกซ์โลหะที่ประกอบด้วยเมทริกซ์อะลูมิเนียม ที่มีอนุภาค ซิลิคอนคาร์ไบด์มีค่าการนำความร้อน สูง (180–200 W/m K) และ ค่า

อัลซิซีซี

AlSiCซึ่งออกเสียงว่า "อัลซิก" [ 1 ]เป็นวัสดุคอมโพสิตเมทริกซ์โลหะที่ประกอบด้วยเมทริกซ์อะลูมิเนียม ที่มีอนุภาค ซิลิคอนคาร์ไบด์มีค่าการนำความร้อน สูง (180–200 W/m K) และ ค่า สัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนสามารถปรับให้เข้ากับวัสดุอื่นๆ ได้ เช่นชิปซิลิคอนและ แกลเลียม อาร์เซไนด์ และ เซรามิก ต่างๆ โดยส่วนใหญ่ใช้ในไมโครอิเล็กทรอนิกส์เป็นวัสดุรองรับสำหรับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลัง และ โมดูลมัลติชิปความหนาแน่นสูงซึ่งช่วยในการระบายความร้อนส่วนเกิน

มีหลายรูปแบบ:

  • AlSiC-9 ประกอบด้วย โลหะผสมอะลูมิเนียม A 356.2 37% โดยปริมาตรและซิลิคอนคาร์ไบด์ 63% โดยปริมาตร มีค่าการนำความร้อน 190–200 วัตต์/เมตร-เคลวิน ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนใกล้เคียง กับ แกลเลียมอาร์เซไนด์ซิลิคอนอินเดียมฟอสไฟด์อะลูมินาอะลูมิเนียมไนไตรด์ซิลิคอนไนไตรด์และ อะลูมิเนียมไนไตรด์ ทองแดงที่ยึดติดโดยตรงนอกจากนี้ยังเข้ากันได้กับเซรามิกที่เผาที่อุณหภูมิต่ำบางชนิดเช่นFerro A6M และ A6S, Heraeus CT 2000 และ Kyocera GL560 ความหนาแน่นที่ 25  °C คือ 3.01 กรัม/ซม³
  • AlSiC-10ประกอบด้วยโลหะผสมอะลูมิเนียม A 356.2 45% โดยปริมาตร และซิลิคอนคาร์ไบด์ 55% โดยปริมาตร มีค่าการนำความร้อน 190–200 วัตต์/เมตร-เคลวิน ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนใกล้เคียงกับแผ่นวงจรพิมพ์ , FR-4และDuroidความหนาแน่นที่ 25  °C คือ 2.96 กรัม/ซม³
  • AlSiC-12ประกอบด้วยโลหะผสมอะลูมิเนียม A 356.2 63% โดยปริมาตร และซิลิคอนคาร์ไบด์ 37% โดยปริมาตร มีค่าการนำความร้อน 170–180 วัตต์/เมตร-เคลวิน สามารถใช้งานร่วมกับวัสดุประเภทเดียวกับ AlSiC-10 ได้โดยทั่วไป ความหนาแน่นที่อุณหภูมิ 25 °  C คือ 2.89 กรัม/ซม³

วัสดุคอมโพสิต AlSiC เหมาะสำหรับใช้ทดแทน โลหะผสม ทองแดง - โมลิบเดนัม ( CuMo ) และทองแดง- ทังสเตน ( CuW ) โดยมีน้ำหนักประมาณ 1/3 ของทองแดง 1/5 ของ CuMo และ 1/6 ของ CuW ทำให้เหมาะสำหรับงานที่ต้องการควบคุมน้ำหนัก นอกจากนี้ยังมีความแข็งแรงและแข็งกว่าทองแดง สามารถใช้เป็นฮีทซิงค์ วัสดุรองรับสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสูง (เช่นIGBT และ LEDกำลังสูง) ตัวกระจายความร้อน ตัวเรือนสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และฝาปิดสำหรับชิป เช่นไมโครโปรเซสเซอร์และASIC สามารถรวม ชิ้นส่วนโลหะและเซรามิก รวมถึงช่องสำหรับสารหล่อเย็นเข้าไปในชิ้นส่วนระหว่างการผลิตได้ วัสดุคอมโพสิต AlSiC สามารถผลิตได้ในราคาที่ไม่แพงนัก (2-4 ดอลลาร์สหรัฐต่อปอนด์ในปริมาณมาก) อย่างไรก็ตาม การผลิตเครื่องมือเฉพาะทางทำให้มีค่าใช้จ่ายเริ่มต้นสูง ทำให้ AlSiC เหมาะสำหรับงานออกแบบที่พัฒนาแล้วมากกว่า[ 1 ] [ 2 ]ท่อความร้อนสามารถฝังลงใน AlSiC ได้ ทำให้ค่าการนำความร้อนที่มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นเป็น 500–800 W/m K

โดยทั่วไป ชิ้นส่วน AlSiC จะผลิตโดย วิธีการ ขึ้นรูปใกล้เคียงกับรูปร่างสุดท้ายโดยการสร้างพรีฟอร์ม SiC ด้วยการฉีดขึ้นรูปโลหะของสารละลาย SiC-สารยึดเกาะ จากนั้นเผาเพื่อกำจัดสารยึดเกาะ แล้วแทรกซึมภายใต้แรงดันด้วยอะลูมิเนียมหลอมเหลว ชิ้นส่วนสามารถผลิตได้ด้วยความคลาดเคลื่อนที่เพียงพอโดยไม่ต้องทำการกลึงเพิ่มเติม วัสดุมีความหนาแน่นเต็มที่ ไม่มีช่องว่าง และปิดสนิท ความแข็งแกร่งสูงและความหนาแน่นต่ำเหมาะสำหรับชิ้นส่วนขนาดใหญ่ที่มีผนังบาง เช่น ครีบระบายความร้อน AlSiC สามารถเคลือบด้วยนิกเกลและนิกเกล- ทองหรือโลหะอื่นๆ โดยการพ่นด้วยความร้อนสามารถใส่ชิ้นส่วนเซรามิกและโลหะเข้าไปในพรีฟอร์มก่อนการแทรกซึมของอะลูมิเนียม ทำให้เกิดการปิดผนึกที่แน่นหนา[ 3 ] AlSiC ยังสามารถเตรียมได้โดยการผสมเชิงกลเมื่อใช้ปริมาณ SiC ในระดับที่ต่ำกว่า ชิ้นส่วนสามารถปั๊มขึ้นรูปจากแผ่น AlSiC ได้

เมทริกซ์อะลูมิเนียมมี ดิสโลเคชันจำนวนมากซึ่งเป็นสาเหตุของความแข็งแรงของวัสดุ ดิสโลเคชันเกิดขึ้นระหว่างการระบายความร้อนโดยอนุภาค SiC เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่แตกต่างกัน[ 4 ]

วัสดุที่คล้ายกันคือไดมัลลอย (Dymalloy)ซึ่งใช้โลหะผสมทองแดง-เงินแทนอะลูมิเนียม และ ใช้ เพชรแทนซิลิคอนคาร์ไบด์ วัสดุอื่นๆ ได้แก่ ทองแดงเสริมใยคาร์บอน อะลูมิเนียม เสริมเพชร คาร์บอน-คาร์บอนเสริมแรงและกราไฟต์ไพโรไลติก

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ อัลซิซีซี

AlSiCซึ่งออกเสียงว่า "อัลซิก" เป็นวัสดุคอมโพสิตเมทริกซ์โลหะที่ประกอบด้วยเมทริกซ์อะลูมิเนียม ที่มีอนุภาค ซิลิคอนคาร์ไบด์มีค่าการนำความร้อน สูง (180–200 W/m K) และ ค่า