[发明专利]超高导热金刚石/铝复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料及其制备方法。

背景技术

半导体技术的发展日新月异，电子设备正向着小型化、轻量化、高性能、多功能的趋势发展。由于芯片集成度的迅猛增加，集成电路单位面积上的发热量越来越大，为了将热量迅速的散发出去，对封装材料的性能提出了更高的要求。特别是一些航空航天和军事国防领域，一些大功率元器件，如激光二极管、大功率示波器等发热量较高的期间封装中，传统的可伐合金、钨铜、钼铜复合材料、碳化硅铝和硅铝复合材料热导率较低，有些材料还存在密度高的缺点，不能满足高导热和轻量化要求。金刚石具有高热导率(最高达2200W/(m·K))，在热管理领域是铝基复合材料的理想增强体。但金刚石与铝存在润湿性较差，热膨胀系数差别大的问题，使得二者很难形成紧密的界面结合，进而影响复合材料的热物性能和力学性能。

国内外关于金刚石/铝复合材料的研究主要如下：

[1]Wu JH,Zhang HL,Zhang Y,Li JW,Wang XT.Effect of copper content on the thermal conductivity and thermal expansion of Al-Cu/diamond composites.Mater Des.2012,39:87-92.

[2]Xue C,Yu JK.Enhanced thermal conductivity in diamond/aluminum composites:Comparison between the methods of adding Ti into Al matrix and coating Ti onto diamond surface.Surf Coat Technol.2013,217:46-50.

[3]Tan ZQ,Li ZQ,Fan GL,Guo Q,Kai XZ,Ji G,et al.Enhanced thermal conductivity in diamond/aluminum composites with a tungsten interface nanolayer.Mater Des.2013,47:160-6.

[4]Mizuuchi K,Inoue K,Agari Y,Morisada Y,Sugioka M,Tanaka M,et al.Thermal conductivity of diamond particle dispersed aluminum matrix composites fabricated in solid-liquid co-existent state by SPS.Compos Pt B-Eng.2011,42:1029-34.

[5]Johnson WB,Sonuparlak B.Diamond/Al metal matrix composites formed by the pressureless metal infiltration process.Journal of material research.1993,8(5):1169-1173

[6]Zhang Y,Wang XT,Wu JH.The Influence of Silicon Content on the Thermal Conductivity of Al-Si/Diamond Composites.2009International Conference on Electronic Packaging Technology&High Density Packaging.2009,632-636.

[7]Ruch PW,Beffort O,Kleiner S,Weber L,Uggowitzer PJ.Uggowitzer.Selective interfacial bonding in Al(Si)–diamond composites and its effect on thermal conductivity.Composites Science and Technology,2006,66:2677–2685.

[8]Wu JH,Zhang HL,Zhang Y,Li JW,Wang XT.The role of Ti coating in enhancing tensile strength of Al/diamond composites.Materials Science&Engineering A.2013,565:33–37.