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鉬銅合金與其他金屬封裝材料的對比研究

鉬銅合金(Mo-Cu)是一種由高熔點、高強度的鉬和高導熱、高導電的銅復合而成的材料,常用于電子器件、功率模塊、航空航天等高端領域的熱管理和結構封裝。由于其獨特的熱學與機械性能,該合金在金屬封裝材料中占據著重要地位。

從熱導率和熱膨脹系數來看,Mo-Cu具備較高的熱導率(一般在180220 W/m·K之間),僅次于純銅和銅基材料,同時其熱膨脹系數(CTE)約為68×10??/K,可以通過調節鉬與銅的比例進行優化,以匹配硅(Si)、砷化鎵(GaAs)等常見半導體材料的熱膨脹性能,顯著降低熱應力。這一優勢使其在高可靠性要求的電子封裝中具有突出表現。

鉬銅熱沉片圖片

相比之下,傳統的銅鎢合金(W-Cu)雖然也具備良好的熱導率和可調熱膨脹性能,但由于鎢的密度更大(19.3 g/cm3)且加工性能不及鉬,導致W-Cu材料在重量和可加工性方面略顯劣勢。而AlSiC(金屬基復合材料)雖然密度較低且熱膨脹性能優良,但其熱導率普遍較低(約170 W/m·K),不適用于極高熱流密度的場景。

就加工性能而言,Mo-Cu的優勢更加明顯。鉬的延展性優于鎢,銅又具備優異的可加工性,因此Mo-Cu合金在機加工、焊接、線切割等二次加工方面具有更好的適應性,適合用于高精度、復雜結構的零部件制造。

此外,從材料穩定性和環境適應性來看,鉬銅合金具備良好的高溫穩定性和抗氧化性能,適用于真空或惰性氣氛下的高溫環境,而鋁基復合材料、高導銅合金等則在高溫或氧化條件下容易發生性能劣化。

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