[发明专利]热传导模块及制备方法和应用、电子产品

说明书

本公开涉及热传导模块及制备方法和应用、电子产品，属于散热技术领域。该热传导模块的制备方法包括：对金刚石晶片和衬底依次进行清洗处理和活化处理，得到预处理金刚石晶片和预处理衬底；在预处理金刚石晶片上依次沉积第一金属粘合层和第一金属键合层，以及，在预处理衬底上依次沉积第二金属粘合层和第二金属键合层；通过原子扩散工艺，使第一金属键合层和第二金属键合层进行键合，得到热传导模块。该方法操作工艺简单可靠，利于放宽对金刚石晶片的表面粗糙度的要求，成本更低，成品率高，便于规模化推广应用。所制备得到的热传导模块，利用金刚石高导热特性实现局部“热点”的快速降温，利用金刚石各向同性导热特性实现均温。

技术领域

本公开涉及散热技术领域，特别涉及热传导模块及制备方法和应用、电子产品。

背景技术

随着电子产品微型化和高频化发展，电子器件的功率密度不断提高，其热通量也随之显著增大。金刚石作为一种超高导热材料，使用金刚石晶片能够对高功率器件的电子芯片进行高效散热。

相关技术中，在高功率器件的芯片衬底表面和金刚石晶片表面分别溅射一层硅纳米层，采用表面活化键合工艺，使金刚石晶片和芯片衬底上的硅纳米层进行键合，实现金刚石晶片与芯片衬底之间的紧密贴合。

然而，表面活化键合工艺对键合材料的表面粗糙度要求极高，需要将金刚石晶片的表面抛光至小于1nm的粗糙度，抛光技术难度极大，操作复杂，成本较高，不利于规模化应用。

公开内容

鉴于此，本公开提供了热传导模块及制备方法和应用、电子产品，能够解决上述技术问题。

具体而言，包括以下的技术方案：

一方面，本公开实施例提供了一种热传导模块的制备方法，所述热传导模块的制备方法包括：

分别对金刚石晶片和衬底依次进行清洗处理和活化处理，得到预处理金刚石晶片和预处理衬底；

在所述预处理金刚石晶片上依次沉积第一金属粘合层和第一金属键合层，以及，在所述预处理衬底上依次沉积第二金属粘合层和第二金属键合层；

通过原子扩散工艺，使所述第一金属键合层和所述第二金属键合层进行键合，得到所述热传导模块。

本公开实施例提供的热传导模块的制备方法，通过对金刚石晶片和衬底进行清洗处理，以除去金刚石晶片和衬底表面的杂质，然后通过活化处理，不仅能够进一步清除杂质，还能增加金刚石晶片和衬底表面的表面活性，利于增加它们与各自金属粘合层之间的结合力。通过在金刚石晶片和衬底分别沉积第一金属粘合层和第二金属粘合层，利用金属粘合层使得金刚石晶片和衬底分别与各自对应的金属键合层建立连接。在金属粘合层和金属键合层沉积形成之后，利用原子扩散工艺，使第一金属键合层和第二金属键合层进行键合，得到热传导模块。利用原子扩散工艺能够使得第一金属键合层和第二金属键合层之间发生金属原子扩散和晶粒生长，形成强稳定性的金属键，最终使得金刚石晶片和衬底之间能够紧密结合，避免出现缝隙等缺陷而造成界面之间的热阻，实现金刚石与衬底之间的良好热传导，最终能够对高功率密度的电子芯片实现高效散热。

本公开实施例提供的热传导模块的制备方法，操作工艺简单可靠，通过金属粘合层和金属键合层的设计，在增加了活化处理步骤以及改进相应的沉积工艺和键合工艺条件下，利于放宽对金刚石晶片的表面粗糙度的要求。因为放宽了对金刚石晶片的表面粗糙度的要求，不仅成本更低，且成品率高，使得该制备方法便于规模化推广应用。由本公开实施例提供的热传导模块的制备方法制备得到的热传导模块，由于使用了超高导热材料金刚石，利用金刚石作为散热介质，能够对电子芯片进行高效快速地散热，利用金刚石高导热特性实现局部“热点”的快速降温，并利用金刚石各向同性导热特性，实现均温。

在一些可能的实现方式中，对金刚石晶片和衬底进行清洗处理，包括：

利用有机溶剂和水依次对所述金刚石晶片进行清洗，以及，利用有机溶剂和水依次对所述衬底进行清洗；