北京中科医院公益抗白无止境 http://m.39.net/news/a_6169066.html
将SiC与Al合金按一定比例和工艺结合成AlSiC后，可克服目前金属封装材料的不足，获得高K值、低CTE、高强度、低密度导电性好的封装材料。先进陶瓷与金属相比，具有高硬度、高强度、耐高温（耐火）、特种损、耐腐蚀、耐酸碱、抗氧化、绝缘、无磁性、化学稳定性好等优异性能，所以它常常用在金属材料无法胜任的环境中。先进陶瓷的用途前景广阔，广泛用在航天、航空、军工、核能、机械、纺织、化工、电子、食品、医疗等各行各业中。我们的先进陶瓷产品材质有氧化锆（ZrO2）、氧化铝(Al2O3)、氮化硅(Si3N4)等。
陶瓷精密加工机床从产业化趋势看，AlSiC可实现低成本的、无须进一步加工的净成形（net-shape）或需少量加工的近净成形制造，还能与高散热材料（金刚石、高热传导石墨等）的经济性并存集成，满足大批量倒装芯片封装、微波电路模块、光电封装所需材料的热稳定性及散温度均匀性要求，同时也是大功率晶体管、绝缘栅双极晶体管的优选封装材料，提供良好的热循环及可靠性。
此外，AlSiC可将多种电子封装材料并存集成，用作封装整体化，发展其他功能及用途。研制成功将高性能、散热快的Cu基封装材料块（Cu-金刚石、Cu-石墨、Cu-BeO等）嵌入SiC预制件中，通过金属Al熔渗制作并存集成的封装基片。在AlSiC并存集成过程中，可在最需要的部位设置这些昂贵的快速散热材料，降低成本，扩大生产规模，嵌有快速散热材料的AlSiC倒装片系统正在接受测试和评估。另外，还可并存集成48号合金、Kovar和不锈钢等材料，此类材料或插件、引线、密封环、基片等，在熔渗之前插入SiC预成型件内，在AlSiC复合成形过程中，经济地完成并存集成，方便光电器件封装的激光连接。采用喷射沉积技术，制备了内部组织均匀、性能优良、Si含量高达70wt%（重量百分率）的高硅铝合金SiAl封装材料，高硅铝合金CE牌号的性能如表4所示，由于其CTE与Si、GaAs该匹配，也可用于射频、微波电路的封装及航空航天电子系统中，发展为一种轻质金属封装材料。
封装AlSiC制备
SiC颗粒与Al有良好的界面接合强度，复合后的CTE随SiC含量的变化可在一定范围内进行调节。由此决定了产品的竞争力，相继开发出多种制备方法。用于封装AlSiC预制件的SiC颗粒大多在1μm-80μm范围选择，要求具有低密度、低CTE，高弹性模量等特点，其热导率因纯度和制作方法的差异在80W（m·K）-W（m·K）之间变化。基体是强度的主要承载体，一般选用、、、A等高强度Al合金，与SiC按一定比例和不同工艺结合成AlSiC，解决SiC与Al润湿性差，高SiC含量难于机加工成型等问题，成为理想的封装材料。制备vol%-75vol%SiC高含量的封装用AlSiC多采用熔渗法，其实质是粉末冶金法的延伸。它通过先制备一定密度、强度的多孔基体预制件，再渗以熔点比其低的进入填充预制件，其理论基础是在金属液润湿多孔基体时，在毛细管力作用下，金属液会沿颗粒间隙流动填充多孔预制作孔隙，脱模无须机械加工，在其表面上覆盖有一层0.13mm-0.25mm厚的完美Al合金层，按用途电镀上Ni、Au、Cd、Ag，供封装用。
陶瓷精密加工机床熔渗法是AlSiC制备的关键，一般分为有压力渗透和无压力渗透，前者根据生产过程中压力施加的大小，方式的不同，又分为挤压熔渗、气压压力熔渗、离心熔渗铸造法等，主要特点是需要真空和高压设备，渗透时间较短，有效控制Al与SiC的界面反应，同时与精度的模具相配套，获得适用性发展。后者是将Al合锭放置在SiC预制件上，在合金熔点以上保温，Al合金液依托毛细管力的作用自发渗入预制件中，所需设备简单，予以低成本制备，但产品的机械性能与热性能略低，对基体合金的成份有较为严格的要求，浸透需要在保护气氛中进行。粉末冶金法对SiC体积分数可在15%-75%之间调节，SiC承载量大，但较难实现。
图2
/R模块封装
机载雷达天线安装在飞机万向支架上，采用机电方式扫描，其发展的重要转折点是从美国F-22开始应用有源电子扫描相控阵天线AESA体制，其探测距离如表5所示，研发出多种AESA系统。例如，APG-80捷变波束雷达、多功能机头相控阵一体化航电系统、到功能综合射频系统、综合式射频传感器系统、JSF传感器系统等，所用T/R（发/收）模块封装技术日趋成熟，每个T/R模块成本由研发初期的10万美元降至-美言，数年内可降至约美元，成为机载雷达的核心部分。几乎所有的美国参战飞机都有安装新的或更新AESA计划，使其作战效能进一步发挥，作多目标威胁环境中先敌发现、发射、杀伤，F-22机载AESA雷达可同时探测跟踪目标数分别为空中30个、地面16、探测范围为度全周向。
AESA由数以千计的T/R模块（有的高达个左右）构成，在每个T/R模块内部都有用GaAs技术制作的功率发射放大器、低噪声接受放大器、T/R开关、多功能增益/相位控制等电路芯片，最终生产关键其封装技术上，因机载对其体积与重量的限制极为苛刻。AlSiC集低热胀、高导热、轻质于一体，采用AlSiC外壳封装T/R模块，包括S、C、X、Ku波段产品，可满足实用需求。雷达APG-77是一部典型多功能、多工作方式雷达，其AESA直径约1m，用0个T/R模块构成，每个T/R模块输出功率10W，移相器6位，接受噪声系数2.9dB，体积6.4cm3，重14.88g，平均故障间隔MTBF20万h，其发射功率比初期产品增加16倍，接受噪声系数降低1倍，体积重量减少83%，成本下降82%。以个T/R模块构成机载AESA雷达为例，用AlSiC替代Kovar，雷达重量可减轻34kg，而热导率比Kovar提高10余倍，且提高整机可靠性MTBF达0h以上。试验表明，及时AESA中10%的T/R模块产生故障，对系统无显著影响，30%失效时，仍可维持基本工作性能，具有所谓的"完美降级"能力。
本世纪初，美国AlSiC年产量超过万件，T/R模块由"砖"式封装向很薄、边长5cm或更小方块形的"瓦"式封装发展，进一步降低T/R模块的尺寸、厚度，重量以及所产生的热量。欧洲防务公司、法、英、德联合开发机载AESA及T/R模块技术，研制具有1个T/R模块全尺寸样机的试验工作，俄罗斯积极着手研制第4代战斗机用AESA雷达，以色列、瑞典研制出轻型机载AESA预警雷达，机载AESA及T/R模块市场持续升温。
