The invention provides a high power density substrate inlaid with diamond copper and a preparation method thereof. The substrate body comprises a diamond copper composite part and tungsten copper, molybdenum copper alloy or oxygen free copper part. The alloy part is inlaid on the composite material or the composite material is inlaid on the alloy, and the two part is combined with metallurgy or welding, and the vacuum pressure impregnation process is adopted to directly form the alloy at the end of the alloy. The substrate is higher than that of tungsten copper alloy materials such as thermal conductivity rate; matching coefficient and thermal expansion of semiconductor materials; easy machining, than pure diamond copper material has better workability; the relative quality of small and moderate price, convenient popularization, and can meet the cooling demand of high power electronic devices, solves the problem of radiation restriction of electronic devices to the higher power and miniaturization.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电子封装
,特别涉及一种镶嵌金刚石铜的高功率密度基板及其制备方法。
技术介绍
随着微电子技术的高速发展,以GaN芯片为代表的第三代宽禁带半导体芯片开始大量应用,电子器件热量的控制成为其正常工作的关键,这对电子封装材料提出了更高的要求。理想的电子封装材料应具有高的热导率,与GaN等芯片相匹配的热膨胀系数,以及一定的强度和刚度。目前市场上使用较多的电子封装材料为钨铜、钼铜合金,其热导率最高为280W/mK,已不能满足高功率芯片的散热需求,另外钨铜合金的密度大,不适合对质量敏感的器件。近几年开始应用的金刚石铜复合材料热导率>600W/mK,密度小,但价格昂贵,限制了其大规模应用。本专利技术充分考虑上述两种材料的优缺点,提出了一种镶嵌金刚石铜复合材料的结构及其制备方法。现有的制备钨铜、钼铜合金和金刚石铜复合材料较成熟的工艺为真空压力熔渗,熔渗法易产生微孔等缺陷,影响材料的稳定性和热导率,因此工艺过程的控制尤其重要。金刚石铜复合材料难于机加工,采用真空压力浸渗工艺,可以直接近终成型,大大降低机加工量,提高综合效率。专利CN205303452U公布了一种具有三明治结构的双面镀无氧铜的金刚石铜热沉材料,用于固态微波大功率器件可实现优良的散热和高可靠性,但由于金刚石铜复合材料的难加工性,不易于成型结构复杂的器件,且金刚石铜与无氧铜之间为焊接结合,结合性能不如冶金结合效果好。专利CN101935837A公布了一种铜基镶嵌结构界面金刚石涂层及其制备方法。该热沉材料由铜基体上沉积粗金刚石层和细金刚石层,接着在沉积有铜-金刚石镀层的工件表面露头的金刚石 ...
【技术保护点】
一种镶嵌金刚石铜的高功率密度基板,其特征在于,该基板包括金刚石铜复合材料部分和钨铜、钼铜合金或无氧铜部分,两部分之间为冶金结合或焊接结合。
【技术特征摘要】
1.一种镶嵌金刚石铜的高功率密度基板,其特征在于,该基板包括金刚石铜复合材料部分和钨铜、钼铜合金或无氧铜部分,两部分之间为冶金结合或焊接结合。2.根据权利要求1所述镶嵌金刚石铜的高功率密度基板,其特征在于,所述基板中间部分为金刚石铜复合材料,周围为钨铜、钼铜合金或无氧铜;或是中间部分为钨铜、钼铜合金或无氧铜,周围为金刚石铜复合材料,不同材料之间的结合方式为冶金结合。3.一种镶嵌金刚石铜的高功率密度基板,其特征在于,该基板包括钨、钼或无氧铜预制体中嵌入金刚石得到复合预制体,通过真空压力浸渗法制备钨铜、钼铜或无氧铜和金刚石复合预制体中嵌入金刚石铜的高功率密度基板,不同种材料之间为冶金结合。4.根据权利要求3所述镶嵌金刚石铜的高功率密度基板,其特征在于,所述的复合预制体为钨、钼...
【专利技术属性】
技术研发人员:郭宏,张习敏,王亚宝,刘铭坤,
申请(专利权)人:北京有色金属研究总院,
类型:发明
国别省市:北京;11
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