关键词：半固态压铸技术；通信设备；机箱；散热设计
前言
随着技术的不断进步，室外通信设备不断向着小型化、轻量化的方向发展，这就要求室外压铸机箱的体积需要做的尽可能小，重量尽可能的轻，这对设备的散热能力提出了更高的要求，常规的压铸技术已经遇到瓶颈，在散热方面很难有更大的突破；而半固态压铸具有组织均匀、无缩孔缩松等优势，其导热率与锻造铝比较接近，可以很好的提升压铸机箱的散热效率。
1半固态压铸技术的介绍
半固态压铸技术自20世纪70年代由美国麻省理工学院的研究小组首次提出，经过40多年的研究与发展，在欧美等工业发达国家已被广泛关注和研究，一些技术已进入工业化应用阶段[1]。
1.1半固态压铸原理
半固态是指金属原料中既有液态也有固态的金属浆料。处于固液相区间的合金经过连续搅拌后呈现出低的表观粘度，此时在结晶过程中形成的树枝晶被粒状晶代替（见图1）；这种浆料很容易变形，只要加很小的力就可以充填模具型腔，半固态压铸是利用压铸机强制将半固态金属熔液压入形状复杂的金属模具内的一种精密铸造方法。
1.2半固态铝合金材料
通常认为最适合半固态成形的液相率区间为30%~60%，图2是不同的合金材料在不同温度下的固相率[2]。从上图可以看出半固态压铸可选用的铝合金材料比较多，如A356、A357、2014、7010等，为了提高铸件的导热效果及方便购买材料，选择了材料A356，它的导热系数是159W/mK，远高于普通ADC12的96W/mK的导热率。
1.3半固态压铸件的特点
在传统液态压铸成形过程中，由于合金熔体通常以枝状晶组织形式凝固，流动性就会由于先凝固的固相所形成的网架结构而降低，在铸件组织中往往会形成粗大的枝状晶组织，并伴生有大量的缩松、缩孔等缺陷，影响到产品的导热性。在半固态压铸过程中，由于半固态合金浆料的浇注温度控制在固液两相区内，浆料中的固相以近球状的非枝晶组织形式悬浮在液相基体中，使熔体具有良好的流动性，可以制作壁厚较薄的零件，同时在一定强度搅拌的作用下浆料以分布均匀，细小的非枝晶、近球状的显微组织凝固；在浆料充型过程中，半固态金属的流动属于层流，避免了气体的卷人，且由于浇注温度处于固液两相区，显著降低了铸件内部的气孔含量，使铸件组织致密。两种压铸件剖开后的截面效果如图3所示。
2半固态压铸技术在通信设备中的应用
随着技术的发展，通信运营商对通信设备的体积和重量越来越关注；通信设备的体积和重量就做的越来越小了；而设备的功率却越来越高，单位体积上的热耗越来越大，普通压铸件自然散热很难满足散热要求，下文以某通信设备为例，介绍半固态压铸技术在通信设备上的应用。
2.1设备功耗
该设备需在环境温度40℃下进行工作，主要芯片功耗如下表1所示，芯片位置如图4所示。
2.2普通压铸机箱散热效果
普通液态压铸机箱安装PCB板后，设备在40℃环境中工作时各芯片的表面温度实测数据如下表2所示。
2.3半固态压铸机箱散热效果
设备机箱采用半固态技术压铸，机箱安装PCB板后，设备在40℃环境中工作时各芯片的表面温度实测数据如表3所示。从上述两张表中的数据可以看出通信设备采用半固态压铸技术后，铝合金压铸机箱的整体散热能力有了明显的提升，各主要芯片的表面温度都有较大幅度的降低。
3结语
本文给出了半固态压铸技术的一种新应用领域，利用该压铸技术，可降低压铸件中气孔的含量，使得压铸件更加密实，提高了压铸件的导热率，对室外压铸机箱自然散热能力的提升有很大的帮助，可以使压铸机箱做的更小、更轻。半固态压铸技术在通信行业中将会有很好的应用前景。
参考文献
[1]赵立津，门海豹，赵高瞻，等.半固态压铸技术的现状与前景[J].精密成形工程，2012(4)：31-38.
1、行业佼佼者客户覆盖广泛；
2、受益半导体行业规模的扩张；
3、强势研发团队掌控核心技术。
上海新阳半导体材料股份有限公司（以下简称“上海新阳”，代码300236）专业从事半导体行业所需电子化学品的研发、生产和销售服务，并致力于为客户提供化学材料、配套设备、应用工艺、现场服务一体化的整体解决方案。产品主要包括半导体封装领域所需的引线脚表面处理电子化学品，晶圆镀铜、清洗电子化学品及与它们配套的设备。
财务数据显示，2008年-2010年，上海新阳净利润分别为1956.73万元、2887.79万元、3337.22万元，体现了良好的成长性。此次公司拟公开发行2150万股，募集资金1.75亿元用于原有产品产能的扩张及技术研发中心的建设。项目实施后，预计将年增半导体专用化学品产能3600万吨，发展前景广阔。
行业佼佼者客户覆盖广泛
截至2010年年底，上海新阳已经具备了3000吨/年的电子化学品产能，下游拥有超过120家的客户，遍布华东、华南、东北、西北等全国各地。同时，公司还通过了多家国内以及国际知名的半导体封装企业严格的供应商资格认证，知名企业如长电科技、通富微电等都是上海新阳的固定客户群体，在新产品的研发和产业化方面都建立了长期的合作伙伴关系。
以上仅仅是在半导体封装领域的客户，在芯片制造领域，公司也同如中芯国际、江阴长电等高端芯片制造企业建立了合作关系。
上海新阳是中国集成电路封测产业链技术创新联盟理事单位，国家02重大科技专项科研任务的承担单位之一，在国内的半导体材料业内具有突出的行业地位。行业佼佼者加上与各领域的知名企业的长期合作将极大得保障公司未来稳定的收入来源。
受益半导体行业规模扩张
半导体行业作为电子信息高新技术产业的核心，未来仍将会有较快的发展，而对电子化学品的需求也将随着半导体行业规模的扩大而增加。根据中国半导体协会的预测，2013年引线脚表面处理所需的电子化学品的市场规模可达10亿元，而据YoleDevelopment2009年10月的预测，2015年晶圆镀铜、清洗电子化学品市场规模可达10亿美元。
未来，在国家相关产业政策的支持下，利用本土竞争优势，公司产品对进口产品的替代以及相关产品技术储备的市场推广进程的加速，上海新阳的市场地位将进一步突出、稳固。在此背景下，上海新阳未来将极大得受益于行业规模的扩大。
强势研发团队掌控核心技术
长期以来，上海新阳通过积极从外部引进和内部培养等方式，在半导体化学材料领域，已建立了一支专业门类配套、行业经验丰富、研发能力较强的复合型研发团队。研发带头人孙江燕总工程师有近二十年半导体化学材料研发与应用经验，现为中国集成电路封测产业链技术创新联盟专家委员会成员。
关键词：zno；模板制备法;pvd;pld;金属有机化合物气相沉积
随着科学和商业的飞速发展，人们对纳米半导体材料有了更加深入的认识，对其在光学器件和电学器件方面的应用产生了浓厚的兴趣。最初人们在研究znse和gan等短波长纳米半导体材料方面取得了一定的进展，gan制备蓝绿光led的技术已经相当成熟。但是，由于znse稳定性较差，一直使之无法商品化生产。在长期的对宽带半导体材料的科学研究中，人们发现zno半导体纳米材料具有更多的优点。zno是一种新型的宽禁带半导体氧化物材料，室温下能带宽度为3.37ev，略低于gan的3.39ev，其激子束缚能（60mev）远大于gan（25mev）的激子束缚能。由于纳米zno在紫外波段有较强的激子跃迁发光特性，所以在短波长光子学器件领域有较广的应用前景。此外，zno纳米半导体材料还可沉积在除si以外的多种衬底上，如玻璃、al2o3、gaas等，并在0.4-2μm的波长范围内透明，对器件相关电路的单片集成有很大帮助，在光电集成器件中具有很大的潜力。本文阐述了近年来zno纳米半导体材料的制备技术，并对这些技术的优缺点进行了分析。
zno是一种应用较广的半导体材料，在很多光学器件和电学器件中有很广泛的应用，由此也产生了多种纳米半导体器件的制备方法，主要有以下几种：
1模板制备法
模板制备法是一种用化学方法进行纳米材料制备的方法，被广泛地用来合成各种各样的纳米棒、纳米线、纳米管等。此种方法使分散的纳米粒子在已做好的纳米模板中成核和生长，因此，纳米模板的尺寸和形状决定了纳米产物的外部特征。科学家们已经利用孔径为40nm和20nm左右的多孔氧化铝模板得到了高度有序的zno纳米线。郑华均等人用电化学阳极氧化-化学溶蚀技术制备出了一种新型铝基纳米点阵模板，此模板由无数纳米凹点和凸点构成，并在此模板上沉积出zno纳米薄膜。此外，李长全、傅敏恭等人以十二烷基硫酸钠为模板制备出zno纳米管。该方法优点：较容易控制纳米产物的尺寸、形状。缺点：需要模板有较高的质量。
2物理气相沉积（pvd）
物理气相沉积可以用来制备一维zno纳米线和二维zno纳米薄膜，原理是通过对含zn材料进行溅射、蒸发或电离等过程，产生zn粒子并与反应气体中的o反应，生成zno化合物，在衬底表面沉积。物理气象沉积技术已经演化出三种不同的方法，它们是真空蒸发法，真空溅射法和离子镀，离子镀是目前应用较广的。离子镀是人们在实践中获得的一种新技术，将真空蒸发法和溅射法结合起来，在高真空环境中加热材料使之汽化后通入氢气，在基体相对于材料间加负高压，产生辉光放电，通过电场作用使大量被电离的材料的正离子射向负高压的衬底，进行沉积。张琦锋、孙晖等人用气相沉积方法已经制备出了一维zno纳米半导体材料。优点：所得到的纳米产物纯度高，污染小；薄膜厚度易于控制；材料不受限制。但是这种方法对真空度要求较高。
3脉冲激光沉积(pulsedlaserdeposition)
脉冲激光沉积也称pld，常用于纳米薄膜的制备。其工作原理就是用特定波长和功率的激光脉冲聚焦光束，溅射真空状态下特定气压中的加热靶材，激光束与靶材相互作用而产生的粒子团喷射到衬底表面，通过控制气流速度控制材料在衬底表面的沉积速度。牛海军等人用一种新颖的垂直靶向脉冲激光沉积(vtpld)方法,在常温常压空气环境下,在玻璃基底上得到zno纳米薄膜。该方法优点：制备的薄膜物质比例与靶材相同；实验控制条件较少，易于控制；衬底温度要求较低。缺点：薄膜杂志较多；单纯溅射产生的粒子团密度不易控制，因此无法大面积生长均匀的薄膜。
4分子束外延(molecularbeamepitaxy)
分子束外延(mbe)技术可以制备高质量薄膜。mbe技术可以在特定超高真空条件下较为精确的控制分子束强度，把分子束入射到被加热的基片上，可使分子或原子按晶体排列一层层地“长”在基片上形成薄膜。分子束外延设备主要包括超高真空系统、分子束源、样品架、四极质谱计qms和反射式高能电子衍射装置rheed。周映雪等人利用分子束外延(mbe)和氧等离子体源辅助mbe方法分别在三种不同衬底硅(100)、砷化镓(100)和蓝宝石(0001)上先制备合适的缓冲层，然后在缓冲层上得到外延生长的zno薄膜。该方法优点：生长速度极慢，每秒1～10；薄膜可控性较强；外延生长所需温度较低。缺点：真空环境要求较高；无法大量生产。目前常用于生长高质量的zno薄膜分子束外延有两种：一种是等离子增强，另一种是激光，两种方法均已生长出高质量的zno薄膜。
5金属有机化合物气相沉积(metalorganicchemicalvapordeposition):
金属有机化合物气相沉积(mocvd)是一种利用有机金属在加热衬底上的热分解反应进行气相外延生长薄膜的方法。反应室是mocvd的核心部分，它对外延层厚度、组分均匀性、异质结界面梯度、本底杂质浓度以及产量有极大的影响。按反应室形状的不同，可分为水平式反应室和立式反应室，同时根据反应室的压力又可分为常压mocvd和低压mocvd。刘成有利用mocvd方法制备出高质量的zno薄膜。在一定衬底温度及压强下,制备出zno纳米管。该方法优点是：薄膜可控性较强；适合大批量生产。其缺点有：需精确控制；传输气体有毒性。但目前不仅利用mocvd法已生长出较高质量的zno薄膜，而且还获得了mgzno三元系薄膜。
除上述纳米材料的常用制备技术，还有很多其他方法。随着科技的发展和高质量纳米产品的需求，人们对纳米半导体材料的研究会更加深入，对其生长机理理解的更为透彻，随之纳米半导体材料制备技术将不断地发展和完善。高质量纳米半导体产品会不断出现，并被广泛的应用于人们的生活中。
参考文献：
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[3]李长全,傅敏恭.十二烷基硫酸钠为模板制备zno纳米管新方法的研究[j].无机化学学报,2006,(9).
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