本發明專利技術屬于電子封裝材料領域，涉及一種高導熱金剛石/鋁復合材料制備方法。將金剛石顆粒制備成預制體，金剛石預制體放入模具中，將金剛石預制體體積的1.3-1.8倍的Al-Si合金放置在預制體上，其中，Si的質量含量為15%，然后放入加熱爐中，在高純氮氣保護下900-950℃保溫30-60分鐘，即可制得高導熱金剛石/鋁復合材料。通過上述無壓浸滲技術制備金剛石/鋁復合材料導熱性能優異，可滿足大功率電子封裝材料的需求。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電子封裝材料領域，涉及。
技術介紹
在微電子發展的今天，芯片的運算速度越來越快。微處理器及半導體器件在應用中時常由于溫度過高而無法正常工作。散熱問題成為電子信息產業發展的主要技術瓶頸。第一、二代電子封裝材料的性能已不能滿足目前的需求。金剛石具有著良好的物理性能，其室溫熱導率為600 2200W/ (m -K)，熱膨脹系數O.8X 10_6/K，且不存在各相異性。將金剛石與導熱性能良好的鋁 相結合，在特定的工藝條件下可制備出導熱性能良好的高性能熱控復合材料。中國專利技術專利申請公開說明書CN102534331A公開了一種高體積分數金剛石/鋁導熱功能復合材料的制備方法在800-880°C下保溫2-10小時的條件下制備金剛石/鋁復合材料。該專利中所述的保溫時間過長通常會導致金剛石的石墨化、表面氧化、內部晶體破裂等現象，這些對于最終制備的復合材料性能有較大的影響。
技術實現思路
本專利技術正是基于上述現有技術存在的缺點，提供一種高導熱金剛石/鋁復合材料的制備方法。本專利技術的技術解決方案是，選取粒徑為91-126微米MBD型人造金剛石顆粒，將金剛石顆粒制備成預制體，金剛石預制體放入模具中，將金剛石預制體體積的1. 3-1. 8倍的Al-Si合金放置在預制體上，其中，Si的質量含量為15%，然后放入加熱爐中，在高純氮氣保護下900-950°C保溫30-60分鐘，即可制得高導熱金剛石/鋁復合材料。本專利技術具有的優點和有益效果，該技術路線可實現金剛石/鋁復合材料的快速制備，由于添加了適量的Si元素以及采用較高的溫度，可以大大提高液態鋁合金的活性，力口快浸滲速度，實現快速制備，避免長時間的高溫過程，進而避免了金剛石的石墨化、表面氧化、內部晶體破裂等現象，最終制備出的金剛石/鋁復合材料性能顯著提高。具體實施例方式實施事例1:選取91微米MBD型的金剛石顆粒，將金剛石顆粒制備成預制體，預制體放入模具中，將金剛石預制體體積的1.5倍的Al-Si合金放置在預制體上，其中，Si的質量含量為15%，然后放入加熱爐中，在高純氮氣保護下900°C保溫30分鐘，即可制得高導熱金剛石/鋁復合材料，復合材料熱導率852W/ (m · K)，線膨脹系數4. 46 X 10_6/K。實施事例2 選取100微米MBD型的金剛石顆粒，將金剛石顆粒制備成預制體，預制體放入模具中，將金剛石預制體體積的1. 3倍的Al-Si合金放置在預制體上，其中，Si的質量含量為15%，然后放入加熱爐中，在高純氮氣保護下910°C保溫35分鐘，即可制得高導熱金剛石/鋁復合材料，復合材料熱導率867W/ (m · K)，線膨脹系數4. 41 X 10_6/K。實施事例3:選取106微米MBD型的金剛石顆粒，將金剛石顆粒制備成預制體，預制體放入模具中，將金剛石預制體體積的1. 6倍的Al-Si合金放置在預制體上，其中，Si的質量含量為15%，然后放入加熱爐中，在高純氮氣保護下925°C保溫45分鐘，即可制得高導熱金剛石/鋁復合材料，復合材料熱導率817W/(m · K)，線膨脹系數4. 37X10_6/K。實施事例4:選取126微米MBD型的金剛石顆粒，將金剛石顆粒制備成預制體，預制體放入模具中，將金剛石預制體體積的1. 8倍的Al-Si合金放置在預制體上，其中，Si的質量含量為15%，然后放入加熱爐中，在高純氮氣保護下950°C保溫60分鐘，即可制得高導熱金剛石/鋁·復合材料，復合材料熱導率788W/ (m · K)，線膨脹系數4. 31 X 10_6/K。實施事例5:選取110微米MBD型的金剛石顆粒，將金剛石顆粒制備成預制體，預制體放入模具中，將金剛石預制體體積的1. 5倍的Al-Si合金放置在預制體上，其中，Si的質量含量為15%，然后放入加熱爐中，在高純氮氣保護下900°C保溫30分鐘，即可制得高導熱金剛石/鋁復合材料，復合材料熱導率961W/(m · K)，線膨脹系數4. 35X10_6/K。實施事例6:選取126微米MBD型的金剛石顆粒，將金剛石顆粒制備成預制體，預制體放入模具中，將金剛石預制體體積的1. 4倍的Al-Si合金放置在預制體上，其中，Si的質量含量為15%，然后放入加熱爐中，在高純氮氣保護下940°C保溫50分鐘，即可制得高導熱金剛石/鋁復合材料，復合材料熱導率827W/ (m · K)，線膨脹系數4. 29 X 10_6/K。實施事例7:選取120微米MBD型的金剛石顆粒，將金剛石顆粒制備成預制體，預制體放入模具中，將金剛石預制體體積的1. 7倍的Al-Si合金放置在預制體上，其中，Si的質量含量為15%，然后放入加熱爐中，在高純氮氣保護下925°C保溫30分鐘，即可制得高導熱金剛石/鋁復合材料，復合材料熱導率933W/ (m · K)，線膨脹系數4. 36 X 10_6/K。實施事例8:選取115微米MBD型的金剛石顆粒，將金剛石顆粒制備成預制體，預制體放入模具中，將金剛石預制體體積的1. 5倍的Al-Si合金放置在預制體上，其中，Si的質量含量為15%，然后放入加熱爐中，在高純氮氣保護下945°C保溫55分鐘，即可制得高導熱金剛石/鋁復合材料，復合材料熱導率855W/ (m · K)，線膨脹系數4. 29 X 10_6/K。實施事例9 選取98微米MBD型的金剛石顆粒，將金剛石顆粒制備成預制體，預制體放入模具中，將金剛石預制體體積的1. 5倍的Al-Si合金放置在預制體上，其中，Si的質量含量為15%，然后放入加熱爐中，在高純氮氣保護下930°C保溫40分鐘，即可制得高導熱金剛石/鋁復合材料，復合材料熱導率848W/ (m · K)，線膨脹系數4. 33 X 10_6/K。權利要求1.一種高導熱金剛石/鋁復合材料的制備方法，其特征在于選取粒徑為91-126微米MBD型人造金剛石顆粒，將金剛石顆粒制備成預制體，金剛石預制體放入模具中，將金剛石預制體體積的1. 3-1. 8倍的Al-Si合金放置在預制體上，其中，Si的質量含量為15%，然后放入加熱爐中，在高純氮氣保護下900-950°C保溫30-60分鐘，即可制得高導熱金剛石/鋁復合材料。全文摘要本專利技術屬于電子封裝材料領域，涉及。將金剛石顆粒制備成預制體，金剛石預制體放入模具中，將金剛石預制體體積的1.3-1.8倍的Al-Si合金放置在預制體上，其中，Si的質量含量為15%，然后放入加熱爐中，在高純氮氣保護下900-950℃保溫30-60分鐘，即可制得高導熱金剛石/鋁復合材料。通過上述無壓浸滲技術制備金剛石/鋁復合材料導熱性能優異，可滿足大功率電子封裝材料的需求。文檔編號C22C21/00GK102994815SQ20121050068公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月29日 優先權日2012年11月29日專利技術者劉永正 申請人:中國航空工業集團公司北京航空材料研究院本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種高導熱金剛石/鋁復合材料的制備方法，其特征在于：選取粒徑為91?126微米MBD型人造金剛石顆粒，將金剛石顆粒制備成預制體，金剛石預制體放入模具中，將金剛石預制體體積的1.3?1.8倍的Al?Si合金放置在預制體上，其中，Si的質量含量為15%，然后放入加熱爐中，在高純氮氣保護下900?950℃保溫30?60分鐘，即可制得高導熱金剛石/鋁復合材料。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉永正，
申請(專利權)人：中國航空工業集團公司北京航空材料研究院，
類型：發明
國別省市：
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