半导体 铝基碳化硅(AlSiC) : 散热板磨削(粗加工)

🕜 加工效率 - 提升1.5倍 📈 表面质量 - 提升1.6倍 ⚙️ 刀具寿命 - 延长2倍
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铝基碳化硅（AlSiC）散热板磨削（粗加工）：材料特性


铝基碳化硅（AlSiC）兼具铝的高导热性与碳化硅的高刚性、高耐热性和低热膨胀系数，具备以下优势：
✅ 像金属一样具备优良的导热性、延展性与加工成型能力
✅ 同时具备陶瓷材料的高硬度、高刚性与热稳定性

这些特性使其非常适用于半导体高端应用。
  • 良好的导热性可快速导出芯片运行时产生的热量
  • 高刚性确保其在高温或剧烈热循环下仍可维持结构稳定
  • 材料密度仅为铜的三分之一，有助于实现封装模组轻量化设计


 

铝基碳化硅（AlSiC）散热板磨削（粗加工）：加工痛点

 

非均质材料结构

铝基碳化硅是复合材料，由软质的铝基体和高硬度的碳化硅颗粒构成。由于材料结构不均匀，加工时容易产生破裂或微裂纹，同时切削阻力不稳定，导致刀具磨损加剧、工件表面粗糙。

 

高硬度导致刀具快速磨损

碳化硅颗粒硬度极高，严重磨损刀具，降低刀具寿命并增加加工成本。切削过程中混有破碎颗粒，影响排屑与冷却效率，加剧刀具磨损，并破坏工件表面质量。



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汉鼎超声波工艺解决方案应用于铝基碳化硅AlSiC散热板的粗磨加工
(图1. 汉鼎超声波工艺解决方案应用于铝基碳化硅AlSiC散热板的粗磨加工) 


汉鼎超声波工艺在粗磨阶段就能显著提升工件表面质量
(图2. 汉鼎超声波工艺在粗磨阶段就能显著提升工件表面质量)



 

【汉鼎超声波】铝基碳化硅（AlSiC）散热板磨削（粗加工）：超声波工艺解决方案


🔹超声波为刀具提供高频微振动，帮助降低磨削阻力、改善排屑。

👍🏻切削参数可进一步提升，加快加工速度。
👍🏻良好的排屑效果可在粗磨阶段即降低表面粗糙度，并延长刀具寿命。



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【汉鼎超声波】铝基碳化硅（AlSiC）散热板磨削（粗加工）：超声波优势

汉鼎超声波工艺解决方案应用于铝基碳化硅散热板的粗磨加工，显著提升加工效率、表面质量与刀具寿命
(图3. 汉鼎超声波工艺解决方案应用于铝基碳化硅散热板的粗磨加工，显著提升加工效率、表面质量与刀具寿命)



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铝基碳化硅（AlSiC）散热板磨削（粗加工）：产业应用

 

铝基碳化硅（Aluminum Silicon Carbide，AlSiC） 的磨削加工被广泛应用于半导体封装工艺（如倒装芯片技术 Flip-Chip、CoWoS）、新能源汽车及其他高功率密度电子设备，可作为散热片、散热基板、封装模块强化环等功能性零部件。



铝基碳化硅（Aluminum Silicon Carbide，AlSiC）融合了铝的优良导热性与碳化硅的高刚性、高耐热性及低热膨胀系数，因而兼具金属材料的导热性、延展性、可成型性以及陶瓷材料的高硬度、高刚性与热稳定性。

在半导体工艺中，高端封装技术已成为提升芯片性能与可靠性的关键。倒装芯片封装（Flip-Chip Packaging）是将芯片直接焊接在封装基板上，热源到封装外壳的路径大幅缩短，因此对热管理提出更高要求。在 CPU、GPU、FPGA 及高频通信模块等高功率设备中，如无有效散热手段，将严重影响元件寿命与性能。采用铝基碳化硅作为倒装封装中的散热板或散热盖，可以快速将芯片热量均匀扩散至整个封装表面，并引导至外部冷却装置，同时减少芯片与封装界面之间的机械应力，增强封装结构的可靠性。

此外，在先进封装技术中，铝基碳化硅在 CoWoS（Chip-on-Wafer-on-Substrate）封装中的应用尚属前沿技术。但随着封装密度与功耗的不断提升，该材料作为高效散热解决方案的潜力日益受到重视。目前主流散热材料仍以铜散热盖（Cu Lid）或陶瓷材料（如氮化铝 AlN、氧化铝 Al₂O₃）为主；相比之下，铝基碳化硅能更有效降低热循环造成的封装应力与失效风险，同时具备更好的机械刚性与稳定性，并符合轻量化封装模组的设计趋势。


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