Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Фольга W-Cu25: вольфрам-медный композит для терморегулирования электроники
Фольга W-Cu25 — это тонколистовой материал на основе псевдосплава вольфрама и меди с массовой долей меди 25 %. Композит получают методом пропитки вольфрамового каркаса расплавом меди или жидкофазным спеканием, что обеспечивает взаимопроникающую структуру: тугоплавкий вольфрамовый скелет и медную матрицу, заполняющую поры. Такое строение сочетает низкий коэффициент термического расширения (КТР) вольфрама с высокой теплопроводностью меди.
Ключевая особенность фольги W-Cu25 — возможность согласования КТР с полупроводниковыми материалами (Si, GaAs, GaN) и керамикой (AlO, AlN, BeO) при одновременном отводе тепловых потоков плотностью свыше 100 Вт/см. Материал немагнитен, сохраняет стабильность геометрии при термоциклировании и не образует интерметаллидных фаз на границе W–Cu.
Технические параметры фольги W-Cu25
| Параметр | Значение | Единица | Метод контроля | Условия |
|---|---|---|---|---|
| Плотность | 14,5–15,2 | г/см | гидростатическое взвешивание | 20 C |
| Теплопроводность | 180–200 | Вт/(мК) | лазерная вспышка | 25 C |
| КТР | 8,0–9,5 | 10/К | дилатометрия | 20–400 C |
| Толщина | 0,05–1,0 | мм | микрометрия | по ТУ |
| Предел прочности | 600–800 | МПа | растяжение | 20 C |
| Электроспротивление | 3,5–4,5 | мкОмсм | четырёхзондовый | 20 C |
Технологические особенности изготовления
Фольгу W-Cu25 производят прокаткой спечённых заготовок или горячим прессованием с последующей холодной деформацией. Из-за разницы в пластичности вольфрама и меди режимы прокатки подбирают так, чтобы избежать расслоения и микротрещин. Готовый лист отжигают в защитной атмосфере (H, N) при 700–900 C для снятия внутренних напряжений. Допускается электроэрозионная и лазерная резка без изменения фазового состава.
Области применения
- Термокомпенсирующие прокладки между кристаллом GaN-транзистора и медным теплоотводом в силовых модулях IGBT.
- Основания корпусов СВЧ-приборов и мощных лазерных диодов, где требуется согласование КТР с AlN-подложкой.
- Экраны и коллиматоры в рентгеновской аппаратуре и ускорителях электронов.
- Электроды для электроэрозионной обработки (ЭЭО) прецизионных деталей.
- Теплораспределители в авионике и бортовой радиоэлектронике с ограничением по массе.
- Коммутационные вставки в вакуумных выключателях и мощных СВЧ-трактах.
Стандарты и маркировка
Материал поставляется по ТУ производителя, а также может соответствовать зарубежным аналогам (ASTM B702, GB/T 8320). Химический состав контролируют по массовой доле меди — 25 2 %. Содержание примесей (Fe, Ni, O) ограничивают на уровне десятых долей процента, поскольку оксиды вольфрама снижают теплопроводность и прочность сцепления слоёв.
Вопросы и ответы
Чем фольга W-Cu25 отличается от листового W-Cu той же марки?
Фольга имеет толщину 0,05–1,0 мм и повышенную плоскостность, что критично для пайки кристаллов. Лист обычно толще 1 мм и применяется как самостоятельный теплоотвод. Технология прокатки фольги требует промежуточных отжигов.
Можно ли паять фольгу W-Cu25?
Да, материал паяется мягкими припоями (Sn-Pb, Sn-Ag-Cu) с флюсами на основе канифоли, а также твёрдыми припоями (Ag-Cu, Au-Ge) в вакууме или среде водорода. Медная составляющая обеспечивает смачиваемость.
Каков ресурс при термоциклировании?
Фольга W-Cu25 выдерживает не менее 1000 циклов –55…+150 C без расслоения и изменения КТР, что подтверждается испытаниями на термоудар в камере тепла и холода.
Как обрабатывать фольгу W-Cu25?
Механическая обработка возможна твердосплавным инструментом, но предпочтительны лазерная резка или гидроабразив. Шлифование ведут алмазными кругами с обильным охлаждением во избежание засаливания.