热传导-TC AlSiC材料在高功率散热元件中的应用与热管理性能分析

随着5G、电动车与高效能运算（HPC）对于热管理的要求日益严格，具备优异热传导性与热膨胀控制能力的先进材料成为关键。 铝矽碳化物复合材料（Aluminum Silicon Carbide, AlSiC）因其轻量、可加工、热传导佳且热膨胀系数（CTE）可调控的特性，逐渐成为功率模组、射频器件与散热基板的理想选择。

AlSiC是由高导热的铝基体与高硬度的碳化矽（SiC）颗粒组成的金属基复合材料，其关键优势包括：

• 高导热性：热导率可达180~200 W/mK（视SiC含量而定），远优于传统陶瓷材料。
• 热膨胀可调性：透过调整SiC比例，能有效匹配GaN、Si或SiC晶片之CTE，降低热应力风险。
• 重量轻、强度高：相较于纯铝或铜基板，重量更轻，适合航太与车用电子需求。

科迈斯科技拥有完整的热分析与热传导测试解决方案，可协助业界针对AlSiC材料进行专业的材料测试评估：

▶热传导 & 热扩散系数测试：

使用Hot Disk TPS热传导系数仪（符合ISO 22007-2.2标准测试规范），搭配扩充的Slab高热传片状测试模组可快速测得高导热片状材料的热传导、热扩散系数和比热容，适用于金属、陶瓷与复合材料之导热特性分析测试。
 

• 测试范围广：0.005～1800 W/mK
• 测试效率高：单一样品约2-3分钟
• 非破坏性测试，适合研发与制程控制使用
   

 

▶热膨胀系数（CTE）分析：

热膨胀系数（CTE）是复合材料制程加工中不可忽视的关键因子，稍有差异即可能导致热循环下的材料应力集中、翘曲或剥离等失效问题。搭配微米级高灵敏度的热机械分析仪（TMA），精确测量如金属、陶瓷或复合材料在不同温度区段下的微小热膨胀行为，协助开发者掌握材料在工作温度下的实际尺寸稳定性与界面应力风险。

 

铝碳化矽（AlSiC）因其可调控的热膨胀系数与良好的热传导特性，已逐渐成为高功率模组与先进封装应用中的关键材料。不同于传统材料，AlSiC的热性能高度依赖其SiC比例与制程控制，因此，准确的热分析数据对于材料开发与品质验证至关重要。

科迈斯科技透过热传导系数仪（Hot Disk）与热机械分析仪（TMA）等设备，能提供材料从导热率到热膨胀系数的完整热性质量测。这些数据可应用于材料选型、封装设计优化与长期可靠性评估。在新材料的实际导入过程中，系统化的热性质分析不仅能降低无效开发成本，也有助于建立可追溯的产品开发依据。对于AlSiC这类异质复合材料而言，热管理是连接材料性能与产品可靠性之间的核心环节。