The invention belongs to the field of materials, and discloses a preparation method for reducing the thermal resistance of the interface of diamond/copper composite materials. The method is characterized in that graphene is grown in situ on the surface of diamond particles coated with cobalt metal and at the interface of cobalt, and phonon-electron coupling and scattering between diamond and copper are adjusted to reduce the thermal resistance of the interface. The invention solves the problem of thermal resistance of the diamond/copper interface. The diamond/copper composite prepared by the technical method of the invention has high thermal conductivity and meets the requirements of high-power integrated circuit packaging materials.
【技术实现步骤摘要】
一种降低金刚石/铜导热复合材料界面热阻的制备方法
本专利技术属于材料领域,具体涉及一种降低金刚石/铜导热复合材料界面热阻的制备方法。
技术介绍
金刚石的热导率极高,室温时Ⅱ型天然单晶金刚石的热导率为铜的4-5倍.达2000W/(m·K);金刚石的热膨胀系数(1.0~2.0)×10-6K与第三代半导体材料相当,密度比传统金属材料小,具有优良的高温性能、抗辐射性能和化学稳定性。铜具良好的导电性,电阻率为1.72μΩ·cm,仅次于银,而且,铜的热导率为401W/(m·K),机械强度较高,有良好的延展性和可塑性,易机械加工,易焊接。但是,铜的热膨胀系数高达16.5×10-6K,与第三代半导体材料的低热膨胀系数相差甚大。如果将金刚石与铜进行复合,则能制备出兼备两种材料的优异性质的低热膨胀系数、高导热的金刚石/铜基复合材料。因此,近几年来,该方向引起了材料研究人员的极大关注。但是,现公开报道的金刚石/铜复合材料的热导率多为300-500W/(m·K),远低于金刚石的本征热导率。申请号为CN200910158354.8的专利技术专利“一种高导热电子封装材料及其制备方法”采用放电等离子烧结工艺制备金刚石/铜复合材料,并引入第三组元铬或钼或硅或钛或钨改善界面热阻。申请号为CN201310590655.4的专利技术专利“一种制备二维散热用取向增强Cu复合材料的方法”将鳞片状石墨与金刚石颗粒混合,并使得石墨片在X-Y平面取向排列后,再与铜进行熔渗复合制备在X-Y平面具有高导热率的(鳞片状石墨+金刚石颗粒)/Cu复合材料。所制备的复合材料导热率在X-Y平面导热率超过650W/mK ...
【技术保护点】
1.一种降低金刚石/铜复合材料界面热阻的制备方法,其特征在于,通过热催化气相化学过程,在包裹金属钴的金刚石颗粒表面与钴界面处原位生长石墨烯,调节金刚石与铜之间的声子‑电子耦合及散射,降低界面热阻,具体包括以下步骤:第一步:将金刚石颗粒完全包裹一层金属钴层;第二步:将包裹钴层的金刚石颗粒置于化学气相反应腔体内进行热催化气相化学处理,在金刚石/钴层界面处生长石墨烯;第三步:移除金属钴层,并在原位生长有石墨烯的金刚石颗粒表面包裹金属铜。
【技术特征摘要】
1.一种降低金刚石/铜复合材料界面热阻的制备方法,其特征在于,通过热催化气相化学过程,在包裹金属钴的金刚石颗粒表面与钴界面处原位生长石墨烯,调节金刚石与铜之间的声子-电子耦合及散射,降低界面热阻,具体包括以下步骤:第一步:将金刚石颗粒完全包裹一层金属钴层;第二步:将包裹钴层的金刚石颗粒置于化学气相反应腔体内进行热催化气相化学处理,在金刚石/钴层界面处生长石墨烯;第三步:移除金属钴层,并在原位生长有石墨烯的金刚石颗粒表面包裹金属铜。2.根据权利要求1所述的降低金刚石/铜复...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘学璋,文魁,龙航宇,
申请(专利权)人:江西科技师范大学,
类型:发明
国别省市:江西,36
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