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IGBT模块具有输入阻抗高、导通压降低、驱动功率小、饱和压降低等特点,是未来功率器件的发展方向,其工作过程中发热量较高,需要及时散热。SiCp/Al材料由于具有密度小、刚度高、导电性好、热膨胀系数小、导热性好、几何精度稳定等特点,成为IGBT行业理想的基板材料。目前SiCp/Al主要采用粉末冶金、搅拌熔铸、共喷沉积、无压渗透与压力渗透五种制备方式,通过对比分析并且结合研发单位的实际生产条件,课题最终选择了采用压力渗透的方法制备SiCp/Al材料。根据制定的研发计划,课题被分成材料制备与基板加工两大部分。材料制备阶段需要分别采用粉末压力渗透(干粉法)与预制块压力渗透(预制块法)制备获得SiCp/Al材料;基板加工阶段需要在获得SiCp/Al材料的基础上,完成钻孔处铝质基材的填充、表面铝材的涂覆、平面与拱形面的加工。采用干粉法时,需要先对SiC材料进行前处理,除去碎屑与部分杂质,然后合理的选用不同粒度的SiC粉末进行配比并填充模具,再依靠压机将SiC粉末体积分数压至62%~68%。课题选用了牌号为ZL104的铸造铝合金作为铝原料,通过超声除气、精炼剂除杂后,注入模具进行压力渗透制备SiCp/Al材料。采用预制块法时,需要先将处理后的SiC粉末与一定比例的粘结剂混合,搅拌均匀后充填至模具,压机将SiC体积分数压至62%~68%后,放入烘干炉内充分干燥,出炉后转移至高温电阻炉烧结成形。再将预制块适当加工后放入模具,浇注铝液进行压力渗透制备SiCp/Al材料。采用干粉法时,通过制备成形铝合金框模并与SiC颗粒一同进行压力渗透的方法可以获得铝质钻孔基材,而采用预制块法时,则通过对预制块进行机加工,直接压力铸造获得边缘的钻孔基材。表面0.1~0.2mm的铝层,最终通过热喷涂的方法获得,但是表面存在气孔,目前仍未解决。平面与拱形面的加工通过采用平面与成形砂轮磨削实现,添加足量的冷却液,防止表层烧伤即可。SiCp/Al材料的性能,目前主要进行了SiC体积分数、密度、热膨胀与热导的测试,除体积分数外,其余参数还未能达到完全合格;IGBT基板的质量,除了热喷涂的气孔问题还未解决外,其余都得到了适当处理。