钼铜合金与其他金属封装材料的对比研究

钼铜合金(Mo-Cu)是一种由高熔点、高强度的钼和高导热、高导电的铜复合而成的材料,常用于电子器件、功率模块、航空航天等高端领域的热管理和结构封装。由于其独特的热学与机械性能,该合金在金属封装材料中占据着重要地位。

从热导率和热膨胀系数来看,Mo-Cu具备较高的热导率(一般在180220 W/m·K之间),仅次于纯铜和铜基材料,同时其热膨胀系数(CTE)约为68×10⁻⁶/K,可以通过调节钼与铜的比例进行优化,以匹配硅(Si)、砷化镓(GaAs)等常见半导体材料的热膨胀性能,显著降低热应力。这一优势使其在高可靠性要求的电子封装中具有突出表现。

钼铜热沉片图片

相比之下,传统的铜钨合金(W-Cu)虽然也具备良好的热导率和可调热膨胀性能,但由于钨的密度更大(19.3 g/cm³)且加工性能不及钼,导致W-Cu材料在重量和可加工性方面略显劣势。而AlSiC(金属基复合材料)虽然密度较低且热膨胀性能优良,但其热导率普遍较低(约170 W/m·K),不适用于极高热流密度的场景。

就加工性能而言,Mo-Cu的优势更加明显。钼的延展性优于钨,铜又具备优异的可加工性,因此Mo-Cu合金在机加工、焊接、线切割等二次加工方面具有更好的适应性,适合用于高精度、复杂结构的零部件制造。

钼铜热沉片图片

此外,从材料稳定性和环境适应性来看,钼铜合金具备良好的高温稳定性和抗氧化性能,适用于真空或惰性气氛下的高温环境,而铝基复合材料、高导铜合金等则在高温或氧化条件下容易发生性能劣化。

 

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