Aluminiumgraphit Bauteile von Schunk Carbon Technology

Aluminiumgraphit Bauteile – leichter als Metall, langlebiger als Kupfer

Aluminiumgraphit (ALG) ist ein Metallmatrix-Verbundwerkstoff, der die thermischen Stärken von Graphit mit der mechanischen Robustheit und Bearbeitbarkeit von Aluminium verbindet. Schunk Carbon Technology bietet Aluminiumgraphit in drei Materialgüten – ALG1808, ALG2007 und ALG2208. Alle Güten haben gemeinsam, dass ihr CTE gut auf Halbleitermaterialien und keramische Substrate abgestimmt ist, ihre Wärmeleitfähigkeit zwischen 180 und 220 W/m.K liegt – je nach Güte und Richtung – und ihre Dichte mit 2,2 bis 2,3 g/cm³ weit unter der von Kupfer (8,9 g/cm³), CuW (15,6 g/cm³) oder CuMo (9,8 g/cm³) liegt.

Grundplatten & Kühlkörper

Grundplatten, Kühlkörper, Interposer und Inlays aus Aluminiumgraphit kommen überall dort zum Einsatz, wo Leistungsmodule thermisch stabil und zuverlässig betrieben werden müssen. Der gut abgestimmte CTE reduziert die thermomechanischen Spannungen an den Lötverbindungen zwischen Chip und Substrat. In einer Vergleichsstudie zum Thermoschockverhalten (-40 °C bis +125 °C) zeigten ALG-Grundplatten auch nach 2.000 Zyklen keinerlei Delaminierung – Kupfer-Grundplatten versagten nach 1.000 Zyklen.

Heatspreader

Housings, Heatspreader und Submounts aus Aluminiumgraphit werden in der Mikro- und Optoelektronik sowie in RF-Leistungspaketen und Laserassemblierungen eingesetzt. Viele dieser Baugruppen leiden unter thermisch induzierten Spannungen, die sowohl während der Montage als auch im Betrieb entstehen. Aluminiumgraphit eliminiert diese Spannungen durch seinen gut abgestimmten CTE. Gleichzeitig überträgt das Material Wärme schneller als konventionelle Heatspreader-Materialien wie Aluminium oder Kupfer – was die thermische Performance der Baugruppe im Betrieb verbessert und die Lebensdauer und Zuverlässigkeit erhöht.

Lötvorrichtungen & Toolings

Aluminiumgraphit-Jigs, Fixture Sets und Carrier kommen in der Halbleitermontage zum Einsatz – vom Leadframe Attach über Die Attach bis zum Substrate Attach. ALG1808 ist als Trägerplatte die bevorzugte Güte, wenn schnelle und gleichmäßige Wärmeübertragung gefordert ist – unabhängig davon ob Konduktion, Konvektion oder Strahlung als Heizmethode eingesetzt wird. ALG1808 und ALG2007 eignen sich besonders für Jigs zur Positionierung und Ausrichtung von Lotvorformen, Substraten und Halbleiterbauelementen, da sie eine höhere mechanische Festigkeit und Abriebbeständigkeit bieten und die engen Maßtoleranzen über viele Zyklen halten. Hybridlösungen aus Aluminiumgraphit und Metall, Data Matrix Codes für vollständige Rückverfolgbarkeit sowie Pins für Kamera-Erkennungssysteme sind möglich.

Wir bieten mehr

Design-Engineering-Service

Schunk Carbon Technology begleitet Kunden vom Konzept bis zur Serienreife. Der Design-Engineering-Service umfasst alle Aspekte des Designs – Konzeptentwicklung, Fertigbarkeitsprüfung, Qualitätsoptimierung und Kostensenkung. Schunk kontrolliert die gesamte Lieferkette vom Rohmaterial bis zum fertigen Bauteil und sichert damit Versorgungsstabilität und gleichbleibend hohe Qualität in jedem Prozessschritt.

Ihre Vorteile

  • Kein Delaminierungsschaden nach 2.000 Thermoschockzyklen – Kupfer versagt nach 1.000
  • CTE gut abgestimmt auf Halbleitermaterialien und Keramik-Substrate
  • Deutlich leichter als Kupfer, CuW und CuMo – bei vergleichbarer oder höherer Wärmeleitfähigkeit
  • Schnellere Wärmeübertragung als Aluminium und Kupfer – höherer Fertigungsdurchsatz
  • Drei Materialgüten für jeden Anwendungsfall – von isotrop bis anisotrop
  • Spanend bearbeitbar mit engen Toleranzen, auch bei komplexen Geometrien
  • Hybridlösungen mit Metallkomponenten möglich
  • Design-Engineering-Service und volle Lieferkettenkontrolle durch Schunk
Broschüre: Aluminium Graphite Composites
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Ideale Materialien für die Wärmeableitung in Elektronik und der Halbleiter-Backend-Verarbeitung

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Broschüre: Aluminium Graphite Composites
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Aluminium-Graphit-Lötvorrichtungen und -Haltevorrichtungen: Das Material der Wahl für eine höhere Produktionsausbeute
und einen höheren Durchsatz

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Broschüre: Leitfaden Materialauswahl
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Leitfaden für die Materialauswahl: Aluminium Graphit

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