[发明专利]金刚石/铜复合材料及电子设备

说明书

本公开实施例公开了一种金刚石/铜复合材料及电子设备。所述金刚石/铜复合材料是将金刚石纳米材料、组氨酸作为原料混合均匀后烧结制得复合材料，此种复合材料为后续与铜基金属复合奠定了良好的界面基础，再与铜基体混合均匀后烧结制得金刚石/铜复合材料。

技术领域

本公开涉及功能复合材料技术领域，具体涉及一种金刚石/铜复合材料及电子设备。

背景技术

随着集成电路技术的快速发展和微电子产业的兴起，芯片制程向纳米化方向发展，电路集成度和运行功率越来越高，运行时的热流密度大幅增加。例如，在民用领域，部分芯片工作时产生的热流密度高达150W/cm²；而在军工电子封装领域对电子器件的要求更高，机载雷达中数千个阵元地功率可高达1010W/cm²。在电子封装结构中，芯片与散热壳体之间需要过渡层，使热量由芯片扩散到过渡层再扩散到外部散热器，从而将热量高效地导出。该过渡材料不仅需要具备较高的导热系数，还需要具备较低的热膨胀系数，以免在芯片运行过程中由于热膨胀系数的不匹配，或温度变化产生热应力增加芯片开裂、失效的可能性。然而，传统的电子封装材料均很难满足高导热系数和半导体材料相匹配的热膨胀系数的需求，因此研制出高导热系数与半导体材料相匹配的电子封装材料已成为发展的必然趋势。此外，电子封装材料作为半导体芯片与集成电路连接外部电子系统的重要桥梁，对电子器件的使用影响重大。因此，电子封装材料除了具备较高的导热性能和与芯片材料相匹配的热膨胀系数的前提下，还需要统筹地具备力学性能、可加工性能及低密度等各项物理性能，在保证电子设备地稳定、可靠和安全地运行的前提下，实现轻质便于携带等综合性优点。

发明内容

为了解决相关技术中的问题，本公开实施例提供一种金刚石/铜复合材料及电子设备。

第一方面，本公开实施例中提供了一种金刚石/铜复合材料，将金刚石纳米材料、组氨酸作为原料混合均匀后烧结制得复合材料，再与铜基体混合均匀后烧结制得金刚石/铜复合材料。

第二方面，本公开实施例中提供了一种金刚石/铜复合材料，将金刚石纳米材料、组氨酸、介孔材料作为原料混合均匀后烧结，之后从烧结后的材料中去除介孔材料制得复合材料，再与铜基体混合均匀后烧结制得金刚石/铜复合材料。

第三方面，本公开实施例中提供了一种金刚石/铜复合材料，将金刚石纳米材料、组氨酸、锶离子作为原料混合均匀后烧结制得复合材料，再与铜基体混合均匀后烧结制得金刚石/铜复合材料。

第四方面，本公开实施例中提供了一种金刚石/铜复合材料，将金刚石纳米材料、组氨酸、锶离子、介孔材料作为原料混合均匀后烧结，之后从烧结后的材料中去除介孔材料制得复合材料，再与铜基体混合均匀后烧结制得金刚石/铜复合材料。

根据第一方面至第四方面任一项所述的金刚石/铜复合材料，所述金刚石纳米材料为金刚石纳米颗粒或者金刚石纳米线或者金刚石纳米颗粒与金刚石纳米线的混合物。

根据本公开的实施例，所述混合物中金刚石纳米颗粒与金刚石纳米线的重量比为1:1-4。

根据第一方面至第四方面任一项所述的金刚石/铜复合材料，所述铜基体为铜基金属合金材料，优选为铜钛铈合金材料。

根据第一方面至第四方面任一项所述的金刚石/铜复合材料，将烧结制得的金刚石/铜复合材料进行回火、轧制和深冷处理。

根据本公开的实施例，所述回火处理中的回火温度为500℃～650℃；所述轧制处理后制得厚度为1～3mm的材料；所述深冷处理中的冷处理温度为-170℃～-130℃。

第五方面，本公开实施例提供了一种金刚石/铜复合材料的制备方法。

具体地，所述金刚石/铜复合材料的制备方法包括以下步骤：