鎢銅複合材料 Tungsten-Copper Composites
Specifications 產品說明
OVERVIEW
熱膨脹壓到最低,材料才撐得過熱循環
當元件要反覆經歷開機升溫與關機降溫,決定壽命的往往不是散熱能力,而是基板與晶片之間的熱膨脹差。鎢銅把這個差距壓到 AMETEK 熱管理材料中的最低。
AMETEK SMP 的鎢銅複合材料(AWC 系列)以鍛造粉末冶金(wrought powder metallurgy)製成金屬基複合材料,兼具鎢的最高熔點與極低熱膨脹,以及銅的優異熱傳導與延展性。
透過調整 W/Cu 比例,可在導熱率與熱膨脹係數之間取得對應各種晶片與封裝材料的平衡點;除 5 種標準牌號外,亦可依指定熱膨脹係數客製配方。
特別適合以下條件
KEY ADVANTAGES
鎢銅複合材料的四項關鍵優勢
原廠列出的核心材料特性,對應到實際封裝設計上的決策點。
GRADES & TECHNICAL SPECIFICATIONS
AWC 標準牌號與材料特性
牌號數字即成分比例:AWC 8515 代表 85% 鎢-15% 銅。銅比例越高導熱越好,鎢比例越高熱膨脹越低、密度越大。
熱膨脹係數單位為 ppm/°C,等同原廠標示的 in./in. per °C(×10⁻⁶)。
AWC 8515、8812、9010 的 30–800°C 值略低於 30–400°C,為原廠公佈數值,非誤植。選型時建議先確認晶片與封裝基板的熱膨脹係數,再回頭挑選最接近的 AWC 牌號;若標準牌號無法滿足,可指定 CTE 進行客製配方。
THERMAL PERFORMANCE
導熱與熱膨脹的取捨關係
銅比例決定導熱上限、鎢比例決定熱膨脹下限,兩者互為取捨。下圖以標準牌號呈現這條曲線,協助快速鎖定候選牌號。
AWC 各牌號導熱率比較
單位:W/mK|橫軸基準 0–240(與鉬銅頁同基準,可直接對照)
SPEC HIGHLIGHT
6.51 ppm/°C
AWC 9010 熱膨脹係數下限
對應導熱率 150 W/mK(30–150°C 區間)
這是 AMETEK 兩個熱管理系列中的最低熱膨脹係數;另一端的 AWC 7525 提供 186 W/mK 的導熱上限,兼顧散熱需求。
WCu vs MoCu
鎢銅與鉬銅該怎麼選?
兩者都是 AMETEK SMP 的熱管理複合材料,差別主要在熱膨脹下限與重量。
若設計目標是把熱膨脹係數壓到最低、或元件需承受更高工作溫度與大幅溫度循環,鎢銅是首選。若系統對重量敏感(機載雷達、衛星酬載、可攜式設備),同尺寸下鎢銅約為鉬銅的 1.7 倍重,此時建議改評估鉬銅 AMC 系列。
APPLICATIONS
高功率、高溫、高可靠度的封裝現場
凡是熱應力比重量更關鍵的高功率元件,都是鎢銅的主場。
電子封裝件
氣密封裝的基座、蓋板與熱擴散結構,兼顧散熱與長期熱循環穩定性。
國防與雷達
先進主動相位陣列雷達、電子反制與干擾設備中的 GaAs/GaN 功率元件散熱座。
晶片承載與 IC 承座
直接承載化合物半導體晶粒,以低熱膨脹抑制介面裂紋。
5G 通訊基礎設施
基地台功率放大器模組的均熱片與承載基板。
光電元件
雷射二極體、光通訊模組的次載板與熱擴散結構。
CAPABILITY
從素材到可直接上線的成品件
原廠提供電鍍、放電加工與自動取放包裝,減少客戶端二次加工與轉包環節。
最大供應尺寸
實際可供尺寸依材質與整體幾何而定,請於詢價時提供圖面確認。
加值加工
包裝方式
FAQ
鎢銅複合材料常見問題
選型前最常被詢問的技術問題。
Q1. AWC 牌號的數字代表什麼?
代表成分比例。AWC 8515 即 85% 鎢-15% 銅,AWC 9010 即 90% 鎢-10% 銅。銅比例越高導熱率越好(AWC 7525 為 186 W/mK),鎢比例越高熱膨脹係數越低(AWC 9010 在 30–150°C 為 6.51),密度也隨鎢比例上升。
Q2. 鎢銅與鉬銅該怎麼選?
若要把熱膨脹係數壓到最低(鎢銅可達 6.51 ppm/°C,低於鉬銅的 6.8),或元件需承受更高工作溫度,選鎢銅。若系統對重量敏感,鎢銅密度 14.98–17.30 g/cm³ 約為鉬銅的 1.7 倍,此時鉬銅 AMC 系列較合適,且導熱上限更高(215 W/mK)。
Q3. 為什麼 30–800°C 的熱膨脹值比 30–400°C 還低?
AWC 8515、8812、9010 三個牌號確實有此現象(7.58 < 7.65、6.86 < 7.00、6.53 < 6.70),這是原廠公佈的實測數值,非誤植。設計上請直接引用對應工作溫度區間的數值,不要自行內插或修正。
Q4. 可以指定熱膨脹係數客製嗎?表面可以電鍍嗎?
都可以。除 5 種標準牌號外,AMETEK SMP 可依客戶指定的熱膨脹係數調整 W/Cu 比例進行配方設計;表面另提供 Nadcap 認證電鍍製程(鎳、金等),並可搭配 EDM 放電加工與近淨形成型,直接交付可上線的成品件。
Q5. 最大可供應到多大尺寸?有哪些包裝?
最大寬度 4 in.(102 mm)、厚度 3 in.(76 mm)、長度 24 in.(610 mm),實際可供尺寸依材質與整體幾何而定。包裝提供 Waffle pack(可客製尺寸)、Reel & Tape(支援自動取放)及玻璃瓶裝或客製方案。
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