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CPC热沉复合材料可靠性与散热性突出 在高功率电子器件封装散热领域发展空间大

2026-09-28 17:27      责任编辑:周圆    来源:www.newsijie.com    点击: 次

CPC热沉复合材料可靠性与散热性突出 在高功率电子器件封装散热领域发展空间大

  CPC热沉复合材料是一种具有“三明治”层压结构的功能复合材料,其芯材为钼铜合金(通常为Mo70Cu30,也可采用Mo50Cu50等其他牌号),双面覆以纯铜层,形成Cu/MoCu/Cu的对称叠层构型。该材料本质上属于金属基复合材料,通过调整各层厚度比例及芯材钼铜成分,可实现热导率与热膨胀系数的协同调控。
 
  CPC热沉复合材料的设计思路源于对CMC(Cu/Mo/Cu)热沉复合材料的性能优化。CMC芯材为纯钼,在相同层厚配比下具有更低的热膨胀系数,但导热能力相对有限;CPC以钼铜合金替代纯钼作为芯材,在保留低膨胀特性的同时显著提升了热导率。CPC热膨胀系数略高于CMC,但铜层与钼铜芯材之间的界面结合强度更高,整体可靠性和散热性能更为突出,并具有无磁性、可反复承受850℃高温冲击的优点。
 
以Mo70Cu30为芯材的CPC热沉复合材料典型产品包括CPC111(各层厚度比1:1:1)、CPC232(厚度比2:3:2)、CPC141(厚度比1:4:1)等。
 
  根据新思界产业研究中心发布的《2026-2030年全球及中国CPC热沉复合材料行业研究及十五五规划分析报告》显示,CPC热沉复合材料的核心应用场景聚焦高功率电子器件封装散热。CPC可用于LDMOS功率管、IGBT模块、激光二极管等器件热管理,下游覆盖无线通信基站、工业激光器、电力电子模块、大功率LED封装等领域。在新能源汽车中,CPC应用于电机控制器、车载充电机(OBC)的功率模块散热方案;在先进半导体封装领域,CPC用作高功率GPU/CPU热扩散板,以及IGBT模块中DBC陶瓷基板下方的热缓冲热沉。
 
  现阶段,CPC热沉复合材料主流生产工艺有:加热轧制工艺,通过机械啮合将钼铜芯材与上下铜片贴合后进行热轧、温轧、冷轧至目标厚度,优点是设备简单、生产效率高,但原材料利用率较低;热压复合工艺,在保护气氛下,通过加热加压使铜层与钼铜芯紧密接触,界面发生Mo、Cu原子互扩散形成冶金结合,可实现近净尺寸复合,复合界面质量稳定、材料利用率高,但热压周期长、设备成本较高;扩散焊接工艺,在同体系CPC制备条件下,其工艺温度相比传统热压复合更低,能耗与时间成本优势明显。
 
  新思界行业分析人士表示,半导体功率密度持续提升拉动电子热管理材料需求增长。5G/6G通信、AI算力芯片、新能源车功率模块对散热与热膨胀匹配性能要求日益严苛,CPC热沉复合材料在高端功率散热关键场景正在逐步替代传统无氧铜,市场发展空间大。我国CPC热沉复合材料生产企业主要包括长沙升华微电子材料有限公司、安泰天龙钨钼科技有限公司等。
 
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