北京鋁碳化硅技術規(guī)范

來源: 發(fā)布時間:2022-01-10

AESA由數(shù)以千計的T/R模塊(有的高達9 000 個左右)構成,在每個T/R模塊內(nèi)部都有用GaAs 技術制作的功率發(fā)射放大器、低噪聲接收放大器、T/ R開關、多功能增益/相位控制等電路芯片,**終生產(chǎn)關鍵在其封裝技術上,因機載對其體積與重量的限制極為苛刻。AlSiC集低熱脹、高導熱、輕質(zhì)于一體,采用AlSiC外殼封裝T/R模塊,包括S、C、X、Ku波段產(chǎn)品,可滿足實用需求。雷達APG-77是一部典型多功能、多工作方式雷達,其AESA直 徑約1m,用2 000個T/R模塊構成,每個T/R模塊 輸出功率10W,移相器6位,接收噪聲系數(shù)2.9dB,體積6.4cm3,重14.88g,平均故障間隔MTBF20萬h,其發(fā)射功率比初期產(chǎn)品增加16倍,接收噪聲系數(shù)降低1倍,體積重量減少83%,成本下降82%。以1000個T/R模塊構成機載AESA雷達為例,用 AlSiC替代Kovar,雷達重量可減輕34kg,而熱導率比Kovar提高10余倍,且提高整機可靠性MTBF達2000h以上。試驗表明,即使AESA中10%的T/R模塊產(chǎn)生故障,對系統(tǒng)無***影響,30%失效時,仍可維持基本工作性能,具有所謂的“完美降級” 能力。鋁碳化硅已經(jīng)應用于制動閥片。北京鋁碳化硅技術規(guī)范

真空壓力浸滲法

工藝流程;多孔SiC陶瓷制備—模具裝配—盛鋁坩堝裝爐—抽真空、升溫、浸滲—工裝拆解—鋁碳化硅熱處理—機加(—表面處理)

工藝設備:真空壓力浸滲爐

工藝優(yōu)勢:1、可實現(xiàn)近凈成型加工,尤其是復雜的零件;2、組織致密度高,材料性能好;3、相對于粉末冶金,其工藝過程易于控制。

工藝不足:1、對成型設備要求高;2、受限于設備尺寸,制造大尺寸零件困難;3、組織易粗大。

適應性:高體分鋁碳化硅、中體分鋁碳化硅的應用。 浙江好的鋁碳化硅生產(chǎn)過程杭州陶飛侖公司鋁碳化硅相關方產(chǎn)品主要應用于航空、航天、電子、電力等多個行業(yè)。

a、T/R模塊封裝:機載雷達天線安裝在飛機萬向支架上,采用機電方式掃描,其發(fā)展的重要轉折點是從美國F-22開始應用有源電子掃描相控陣天線AESA體制,其探測距離下表所示:圖三機載雷達探測距離

APG-80捷變波束雷達、多功能機頭相控陣一體化航電系統(tǒng)、多功能綜合射頻系統(tǒng)、綜合式射頻傳感器系統(tǒng)、JSF傳感器系統(tǒng)等,所用T/R (發(fā)/收)模塊封裝技術日趨成熟,每個T/R模塊成本由研發(fā)初期的10萬美元降至600-800美元,數(shù)年內(nèi)可降至約200美元,成為機載雷達的**部分。幾乎所有的美國參戰(zhàn)飛機都有安裝新的或更新AESA計劃,使其作戰(zhàn)效能進一步發(fā)揮,在多目標威脅環(huán)境中先敵發(fā)現(xiàn)、發(fā)射、殺傷,F(xiàn)-22機載AESA雷達可同時探測**目標數(shù)分別為空中30 個、地面16個、探測范圍為360°全周向。

***代以塑料、金屬、陶瓷等為主的簡單封裝,主要的用途是將器件封裝在一起,起到包封、支撐、固定、絕緣等作用,這代封裝材料目前主要用于電子產(chǎn)品的封裝。2第二代封裝材料,以可伐(Kovar)合金、鎢銅合金產(chǎn)品為**,其對于航天、航空、****及以便攜、袖珍為主要趨勢的當代封裝業(yè)來講,有先天的劣勢。3第三代封裝材料即是以鋁碳化硅為**的產(chǎn)品。鋁碳化硅(AlSiC)是將金屬的高導熱性與陶瓷的低熱膨脹性相結合,能滿足多功能特性及設計要求,具有高導熱、低膨脹、高剛度、低密度、低成本等綜合優(yōu)異性能,是當今芯片封裝的***型材料。目前已大量應用到航空航天、新能源汽車、電力火車,微電子封裝等領域。高體分鋁碳化硅已經(jīng)用于天空二號太陽板支架中。

大電流IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)模塊在工作時,會產(chǎn)生大量的熱。尤其是工作電流達到600A以上的IGBT模塊。類似功率模塊的封裝熱管理工藝中,考慮的目標是消除熱結。那么,需要在芯片底部和散熱器之間的熱通道建設盡量暢通。銅基板具有良好的導熱能力,但銅的熱膨脹系數(shù)接近IGBT芯片的三倍,而且IGBT芯片陶瓷襯底的面積可高達50mmx60mm,這三倍的差異在低功率模塊封裝可用陶瓷覆銅板或多層陶瓷覆銅板來過渡解決。高功率模塊如果用銅基板去承載芯片襯底同時在下方接合散熱器的話,焊接的銅基板經(jīng)受不住1000次熱循環(huán),焊接外緣就會出現(xiàn)分層脫離。這種情況下壓接法制造出的模塊,如長期在震動環(huán)境下使用,如軌道機車、電動汽車、飛機等,其可靠性會大幅下降。那么,如何牢固封裝高功率IGBT模塊,使其在震動、高溫、粉塵等環(huán)境下可使用呢?業(yè)界的辦法是采用AlSiC材料來制作IGBT基板。鋁碳化硅已經(jīng)應用于直升機模鍛件。湖北好的鋁碳化硅技術規(guī)范

高體分鋁碳化硅真空壓力浸滲工藝流程包括:陶瓷多孔預制件制備、真空壓力浸滲、成型件繼續(xù)加工。北京鋁碳化硅技術規(guī)范

低體分鋁碳化硅的**應用領域——輕量化結構件方向、耐磨方向:

早在20世紀80年代,低體分鋁碳化硅就作為非主承載結構件成功地應用于飛機上,典型案例為洛克希德馬丁公司生產(chǎn)的電子設備支架。本世紀開始,該材料作為主承載結構件在飛機上正式應用。F-18“大黃蜂”戰(zhàn)斗機上采用鋁碳化硅作為液壓制動器缸體,與替代材料鋁青銅相比,不僅重量減輕、膨脹系數(shù)降低,而且疲勞極限還提高一倍以上。在直升機上的應用方面,歐盟也取得了突破性進展。 北京鋁碳化硅技術規(guī)范

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