Фольга W-Cu30 в Минске

Фольга W-Cu30: вольфрам-медный композит для терморегулирования и электроники

Фольга W-Cu30 — это двухфазный композитный материал на основе вольфрама и меди, в котором массовая доля меди составляет 30 %. Такое соотношение обеспечивает сочетание высокой теплопроводности меди и низкого температурного расширения вольфрамовой матрицы. Материал получают методами порошковой металлургии: пропиткой вольфрамового каркаса расплавленной медью или жидкофазным спеканием с последующей прокаткой до требуемой толщины. Фольга W-Cu30 относится к классу терморегулирующих материалов (heat sink materials) и применяется там, где необходимы управление тепловым потоком и согласование КТР с полупроводниковыми и керамическими компонентами.

Технические характеристики

Свойства фольги W-Cu30 определяются соотношением фаз и технологией прокатки. Плотность материала — 14,0–14,5 г/см, что существенно выше плотности чистой меди. Теплопроводность при комнатной температуре — 200–230 Вт/(мК). Коэффициент теплового расширения (КТР) в диапазоне 20–100 C — 8,5–10,510 1/К, что позволяет согласовывать композит с керамикой AlO, AlN и полупроводниковыми кристаллами. Удельное электрическое сопротивление — 3,5–4,5 мкОмсм. Модуль упругости — 250–300 ГПа. Толщина фольги варьируется от 0,05 до 1,0 мм в зависимости от способа формообразования.

Структура и технология получения

Вольфрам-медный композит W-Cu30 формируется как взаимопроникающая структура: вольфрамовые зёрна образуют жёсткий каркас, а медь заполняет промежутки, обеспечивая непрерывные тепловые и электрические каналы. Фольгу получают горячей прокаткой спечённых заготовок с последующей холодной прокаткой и отжигом. Изотропность свойств в плоскости листа достигается за счёт равномерного распределения фаз. Остаточная пористость не превышает 1–2 %, что критично для стабильности теплопроводности в циклах нагрев–охлаждение.

Области применения

• Теплоотводящие основания и переходники в мощных СВЧ-транзисторах и диодных сборках.
• Подложки и фланцы корпусов полупроводниковых лазеров и светодиодных матриц высокой мощности.
• Компоненты систем терморегулирования в приборах ночного видения и оптико-электронных модулях.
• Элементы теплоотводов в авионике и бортовой радиоэлектронике, где требуется согласование КТР с керамикой.
• Токоведущие шины и контактные площадки в силовой электронике с ограничением по температурному расширению.
• Оснастка для электронно-лучевой сварки и элементы вакуумных систем, работающие в условиях циклического нагрева.

Технологичность и обработка

Фольга W-Cu30 поддаётся резке лазером, электроэрозионной обработке и штамповке. Пайка осуществляется припоями на основе серебра (например, ПСр-72) или эвтектикой Au-Ge при температуре выше 350 C. Механическая обработка затруднена из-за абразивного вольфрамового каркаса, поэтому финишные операции выполняют алмазным инструментом. Гальваническое нанесение Ni или Au повышает паяемость и коррозионную стойкость контактных поверхностей.

Вопросы и ответы