Cr-Cu镀层对金刚石-铜复合材料热导率的影响.pdf

——笙塑生鲞
—镀层对金刚石一铜复合材料热导率的影响
徐良,曲选辉,刘一波
.北京安泰钢研超硬材料制品有限责任公司,北京;
.北京科技大学材料科学与工程学院,北京
摘要: 通过对金刚石进行两次施镀,首先采用磁控石的增重率为复合材料中金刚石体积分数为
溅射的方法在金刚石表面镀,然后将镀金刚石%,粒度为,颗粒形貌如图所示。
放入滚筒内进行铜元素滚镀加厚;镀铜后的金刚石与
铜的质量比可达到:~ :,铜镀层的厚度可达
~/。将镀铜金刚石直接放入模具中进行放电等
离子烧结,得到金刚石一铜复合材料,经测定,该
复合材料的热导率可达/ · 。该工艺能很
好地解决金刚石与铜因为密度相差大而混合不均匀问
题,极大地提高了材料的热导率。
关键词: 滚镀;放电等离子烧结;热导率;密实度
中图分类号: .; 文献标识码:
文章编号:—增刊~—
引言
随着信息技术的高速发展,电子部件中的芯片集
成度越来越高,对封装材料的散热要求也越来越高,因
此如何提高材料的热导率是发展现代电子封装材料必
须考虑的基本要素。传统以—,—为代表
的热管理材料的导热率已不能满足大功率期间的更高
要求,不利于在便捷电子装备中应用。为了解决单
图镀—金刚石照片
一金属作为电子封装基片材料的种种缺点和满足高性

能电子封装的需求,人们研究和开发了低膨胀、高导热

金属基复合材料,它是由金属基体和增强体组成的。
炉。设计试样的尺寸为× 的圆柱体,将
高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料,在满足较
镀—的金刚石直接装入高强石墨模具中,放人
低热膨胀系数的情况下,其热导率可达/ ·
烧结炉内进行烧结。烧结时炉内的真空度为~
,已广泛应用于多种用功率模块的基板、功率放大
,通过调节烧结压力和烧结温度,得到不同条件下
器的热沉、微处理器封盖以及散热板、空冷和液冷冷却
的复合材料试样。得到的样品采用排水法测其密度,
板、载体、封装基板等。金刚石铜复合材料具有优
用型扫描电镜进行微观组织观察,
异的导热性和较小的热膨胀系数,且质量较轻,是高性
能电子装备封装中最有发展前景的封装材料之一~一。用激光闪烁法仪器型号为耐驰测定复合材
本文对金刚石进行磁控溅射镀和滚镀两种方料的热传导系数。
法进行表面改性,然后将镀的金刚石采用放电结果与讨论
等离子烧结工艺烧结成型,制备了金刚石一铜复合材料
并对其热物理性能进行了测试,研究了烧结温度和压. 烧结温度对致密度和热导率的影响
采用、、和℃种烧结温度,烧结
力对复合材料热导率的影响。
压力为,升温速度为/,保温时间为
实验,来观察烧结温度对烧结体致密度和热导率的影
实验所用材料为镀—的金刚石,金刚响,图为不同烧结温度条件下制得的金刚石一铜复合
材料照片。
基金项目:高性能电子封装材料及其近终形成