Alliages Aluminium-Silicium "CE" (Controlled Expansion) pour Applications Electroniques, Spatiales & Militaires

La société britannique SANDVIK OSPREY, représentée en France par BFI OPTILAS, commercialise une grande gamme d’alliages Aluminium-Silicium pour ces applications.
Ces alliages ont été initialement développés dans le but de proposer de nouveaux matériaux pour la réalisation de boîtiers électroniques légers et performants. Les avantages de ces alliages : propriétés isotropes, conductivité thermique élevée, légèreté, usinabilité, rigidité… les rendent particulièrement intéressants pour des applications de pièces de structure, des composants de systèmes d’inertie, des supports de capteurs notamment dans le domaine militaire et spatial.
La teneur en silicium est ajustée entre 87 et 27 % afin d’obtenir le coefficient de dilatation thermique optimal pour l’application envisagée (entre 5 et 17 ppm/°C) et ainsi réduire les contraintes induites lors des cyclages thermiques.
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Alliages Aluminium – Silicium "CE" (Controlled Expansion) : Avantages

Les alliages Al-Si  présentent un nombre conséquent d’avantages par rapport aux matériaux concurrents généralement utilisés dans les applications de packaging électronique ou dans les applications de structure embarquées :

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Alliages "CE" (Controlled Expansion) : Procédé de Fabrication

Les alliages CE sont obtenus par « spray forming », procédé d’atomisation gazeuse suivi d'un pressage isostatique à chaud. Le spray forming est un procédé de fabrication breveté par Sandvik Osprey qui permet d’obtenir des alliages avec une microstructure fine et homogène, impossible à obtenir par des méthodes plus classiques (fonderie par exemple).
Les matériaux initiaux Al et Si sont  refondus ; le flux de métal liquide est atomisé, transformé en fines gouttelettes qui vont se déposer sur un disque tournant, animé d’un mouvement de translation. La solidification rapide permet d’obtenir un matériau homogène, avec une fine taille de grain et des propriétés isotropes. La billette ainsi obtenue est pressée isostatiquement à chaud afin de supprimer toute porosité résiduelle. Elle est ensuite coupée en plaques et usinée selon le cahier des charges du client.
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Alliages "CE" : Derniers Développements CE-5 & CE-6

La société Sandvik Osprey a complété sa gamme existante d’alliages « CE » (controlled expansion) par deux nouveaux alliages, le CE5 et le CE6, contenant  respectivement  87 % et 80 % de silicium. Ces « alliages » ou plutôt composites métal / métal de par leur microstructure sont également obtenus par « spray forming » breveté par Osprey.

Le CE5 a été développé en particulier pour des applications de support de wafer dans la fabrication des semi-conducteurs. Il est assemblé par brasage par diffusion à l’AlN et permet de remplacer  les supports en AlN massif, qui sont beaucoup plus chers.
Le CE6 est, quant à lui, développé pour deux domaines d’applications spécifiques : les LEDs et les panneaux solaires.
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