一种采用微波CVD法制备的高质量金刚石颗粒的复合片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种采用微波CVD法制备的高质量金刚石颗粒的复合片，其包括：硬质合金层，硬质合金层的上表面和下表面分别设有若干个安置槽，每个安置槽内内嵌一个第一金刚石颗粒；上金刚石层，上金刚石层通过化学气相沉积工艺直接沉积在硬质合金层的上表面；下金刚石层，下金刚石层通过化学气相沉积工艺直接沉积在硬质合金层的上表面；上缓冲层；下缓冲层；上散热层；下散热层；上硬质合金层，上硬质合金层设置在上散热层的上表面；下硬质合金层，下硬质合金层设置在下散热层的下表面。本实用新型专利技术整体强度高，并且散热效果非常好。

A High Quality Diamond Particle Composite by Microwave CVD

【技术实现步骤摘要】
一种采用微波CVD法制备的高质量金刚石颗粒的复合片
本技术涉及一种金刚石复合片，具体涉及一种采用微波CVD法制备的高质量金刚石颗粒的复合片。
技术介绍
人造钻石是一种由直径10到30纳米的钻石结晶聚合而成的多结晶钻石，早期的人造钻石由于空气中的氮原子进入钻石晶体而呈淡淡的糖稀颜色，经过科学家的改良制作方法，现在生产的人造钻石在外观上和天然钻石没有任何差异，由于生成环境的不同，人造钻石的的分子结构并不是天然钻石的完全八面体结构而是一种复杂结构，从而会产生磷光现象。随着人造钻石生产技术的成熟，其造价低廉，且可以制作出各种颜色的钻石而在珠宝市场上崭露头角。人造金刚石是热管理应用的理想材料，该材料是电绝缘体，导热性比铜高出四倍。最早是作为热沉材料应用于电信行业的敏感电子元件上。现已广泛应用于热管理领域。用于热沉领域的金刚石的必须具有高热导率，这就要求制备的金刚石纯净，缺陷少，面积大，同时还要求有较高的生长速率以降低生产成本。由于MPCVD的自身优点，决定了它是工业上制备热沉金刚石的理想方法。用MPCVD法制备的金刚石膜的热导率随沉积工艺的不同而一般在5～26W/(cm·K)之间。目前，采用MPCVD金刚石热沉(散热片)的大功率半导体激光器已经在光通信,在激光二极管、功率晶体管、电子封装材料等方面都有应用。MPCVD(微波等离子体化学气相沉积)金刚石是将微波发生器产生的微波用波导管经隔离器进入反应器，并通入CH4与H2的混合气体，在微波的激励下，在反应室内产生辉光放电，使反应气体的分子离化，产生等离子体，在衬底上沉积得到金刚石膜。由于MPCVD金刚石中不含任何金属催化剂，因此它的热稳定性接近天然金刚石。同高温高压人工合成聚晶金刚石一样，MPCVD金刚石晶粒也呈无序排列，无脆性解理面，因此呈现各向同性。MPCVD金刚石现在被用为刀具材料的一种。而现有的金刚石复合片的强度和散热效果都非常差。
技术实现思路
本技术为了解决上述问题，从而提供一种采用微波CVD法制备的高质量金刚石颗粒的复合片。为达到上述目的，本技术的技术方案如下：一种采用微波CVD法制备的高质量金刚石颗粒的复合片，所述复合片包括：硬质合金层，所述硬质合金层的上表面和下表面分别设有若干个安置槽，每个安置槽内内嵌一个第一金刚石颗粒，所述硬质合金层的上表面和下表面分别设有若干个圆形凸台，在每个圆形凸台上设有一凹槽；上金刚石层，所述上金刚石层通过化学气相沉积工艺直接沉积在硬质合金层的上表面；下金刚石层，所述下金刚石层通过化学气相沉积工艺直接沉积在硬质合金层的上表面，上金刚石层和下金刚石层沉积在硬质合金层的上表面和下表面时，各个圆形凸台可分别深入到上金刚石层和下金刚石层内，从而形成硬质合金骨架；上缓冲层，所述上缓冲层设置在上金刚石层的上表面；下缓冲层，所述下缓冲层设置在下金刚石层的下表面；上散热层，所述上散热层设置在上缓冲层的上表面，所述上散热层两侧分别设有若干个散热孔；下散热层，所述下散热层设置在下缓冲层的下表面，所述下散热层两侧分别设有若干个散热孔；上硬质合金层，所述上硬质合金层设置在上散热层的上表面，所述上硬质合金层的下表面设有若干个安置槽，每个安置槽内内嵌一个第四金刚石颗粒；下硬质合金层，所述下硬质合金层设置在下散热层的下表面，所述下硬质合金层的上表面设有若干个安置槽，每个安置槽内内嵌一个第五金刚石颗粒。在本技术的一个优选实施例中，所述硬质合金层的厚度为1mm～2mm。在本技术的一个优选实施例中，所述上金刚石层的厚度大于下金刚石层。在本技术的一个优选实施例中，所述上缓冲层的厚度大于下缓冲层。在本技术的一个优选实施例中，所述上散热层与下散热层的厚度相同。在本技术的一个优选实施例中，所述上硬质合金层的厚度大于下硬质合金层。在本技术的一个优选实施例中，第一金刚石颗粒、第四金刚石颗粒和第五金刚石颗粒都采用微波CVD法制备而成。本技术的有益效果是：本技术整体强度高，并且散热效果非常好。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术的结构示意图；图2为硬质合金层的俯视图。具体实施方式为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本技术。参见图1，本技术提供的采用微波CVD法制备的高质量金刚石颗粒的复合片，其包括硬质合金层100、上金刚石层210、下金刚石层220、上缓冲层310、下缓冲层320、上散热层410、下散热层420、上硬质合金层510和下硬质合金层520。硬质合金层100，其厚度为1mm～2mm，其是用于将多晶金刚石层分成上金刚石层210和下金刚石层220，并且提高了多晶金刚石层的强度。另外，在硬质合金层100的上表面和下表面分别设有若干个安置槽，每个安置槽内内嵌一个第一金刚石颗粒101，第一金刚石颗粒101具体采用微波CVD法制备而成，这样可提高硬质合金层100分别与上金刚石层210和下金刚石层220之间的连接强度。上金刚石层210和下金刚石层220分别通过化学气相沉积工艺直接沉积在硬质合金层100的上表面和下表面，并且上金刚石层210厚度大于下金刚石层220。另外，为了进一步提高上金刚石层210和下金刚石层220的强度和韧性，在硬质合金层100的上表面和下表面分别设有若干个圆形凸台110，在每个圆形凸台110上设有一凹槽111，当上金刚石层210和下金刚石层220沉积在硬质合金层100的上表面和下表面时，各个圆形凸台110可分别深入到上金刚石层210和下金刚石层220内，从而形成硬质合金骨架，这样既提高了上金刚石层210和下金刚石层220的强度和韧性，并且也节约了材料。为了进一步提高上金刚石层210的强度，上金刚石层210包括上多晶金刚石层，在上多晶金刚石层上设有若干个通孔，每个通孔内填充一个第二金刚石颗粒。另外，上多晶金刚石层上的各个通孔刚好位于硬质合金层100上表面的各个圆形凸台110之间，这样可提高第二金刚石颗粒的厚度，从而进一步提高上金刚石层210的强度。同样，为了进一步提高下金刚石层220的强度，下金刚石层220包括下多晶金刚石层，在下多晶金刚石层上设有若干个通孔，每个通孔内填充一个第三金刚石颗粒。另外，下多晶金刚石层上的各个通孔刚好位于硬质合金层100下表面的各个圆形凸台110之间，这样可提高第三金刚石颗粒的厚度，从而进一步提高下金刚石层220的强度。第二金刚石颗粒和第三金刚石颗粒具体采用微波CVD法制备而成。通过上述结构构成的上金刚石层210和下金刚石层220，将多晶金刚石层作为第二金刚石颗粒和第三金刚石颗粒的骨架，可有效降低了复合片所含复合金刚石层中残留金属的含量，并可大大提高强度。上缓冲层310，其厚度大于下缓冲层320，其设置在上金刚石层210的上表面，用于提高上金刚石层210与上硬质合金层510之间的缓冲性能，从而对上金刚石层210进行保护，其具体可采用碳化硅制成。下缓冲层32本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用微波CVD法制备的高质量金刚石颗粒的复合片，其特征在于，所述复合片包括：硬质合金层，所述硬质合金层的上表面和下表面分别设有若干个安置槽，每个安置槽内内嵌一个第一金刚石颗粒，所述硬质合金层的上表面和下表面分别设有若干个圆形凸台，在每个圆形凸台上设有一凹槽；上金刚石层，所述上金刚石层通过化学气相沉积工艺直接沉积在硬质合金层的上表面；下金刚石层，所述下金刚石层通过化学气相沉积工艺直接沉积在硬质合金层的上表面，上金刚石层和下金刚石层沉积在硬质合金层的上表面和下表面时，各个圆形凸台可分别深入到上金刚石层和下金刚石层内，从而形成硬质合金骨架；上缓冲层，所述上缓冲层设置在上金刚石层的上表面；下缓冲层，所述下缓冲层设置在下金刚石层的下表面；上散热层，所述上散热层设置在上缓冲层的上表面，所述上散热层两侧分别设有若干个散热孔；下散热层，所述下散热层设置在下缓冲层的下表面，所述下散热层两侧分别设有若干个散热孔；上硬质合金层，所述上硬质合金层设置在上散热层的上表面，所述上硬质合金层的下表面设有若干个安置槽，每个安置槽内内嵌一个第四金刚石颗粒；下硬质合金层，所述下硬质合金层设置在下散热层的下表面，所述下硬质合金层的上表面设有若干个安置槽，每个安置槽内内嵌一个第五金刚石颗粒。...

【技术特征摘要】
1.一种采用微波CVD法制备的高质量金刚石颗粒的复合片，其特征在于，所述复合片包括：硬质合金层，所述硬质合金层的上表面和下表面分别设有若干个安置槽，每个安置槽内内嵌一个第一金刚石颗粒，所述硬质合金层的上表面和下表面分别设有若干个圆形凸台，在每个圆形凸台上设有一凹槽；上金刚石层，所述上金刚石层通过化学气相沉积工艺直接沉积在硬质合金层的上表面；下金刚石层，所述下金刚石层通过化学气相沉积工艺直接沉积在硬质合金层的上表面，上金刚石层和下金刚石层沉积在硬质合金层的上表面和下表面时，各个圆形凸台可分别深入到上金刚石层和下金刚石层内，从而形成硬质合金骨架；上缓冲层，所述上缓冲层设置在上金刚石层的上表面；下缓冲层，所述下缓冲层设置在下金刚石层的下表面；上散热层，所述上散热层设置在上缓冲层的上表面，所述上散热层两侧分别设有若干个散热孔；下散热层，所述下散热层设置在下缓冲层的下表面，所述下散热层两侧分别设有若干个散热孔；上硬质合金层，所述上硬质合金层设置在上散热层的上表面，所述上硬质合金层的下表面设有若干个安置槽，每个安置槽内内嵌一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚闯，吴剑波，朱长征，余斌，
申请(专利权)人：上海征世科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31