一种铜-钼铜-铜复合材料的复合方法技术

本发明专利技术提供一种铜

【技术实现步骤摘要】
一种铜
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钼铜
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铜复合材料的复合方法


[0001]本专利技术涉及复合材料
，具体来说，涉及一种铜
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钼铜
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铜复合材料的复合方法。

技术介绍

[0002]铜具有高的导热导电性能，易于加工成形，因而在电子工业中得到了广泛的应用；钼铜复合材料具有膨胀系数低及高导热系数，并且膨胀系数及导热系数可以调节控制；铜
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钼铜
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铜的复合板(CPC)因具有优良的导热性能和可调节的热膨胀系数，并能与BeO、Al2O3陶瓷匹配，是目前大功率电子元器件首选电子封装材料。
[0003]电子封装外壳主要对芯片、器件主要起到机械支撑、保护、散热等作用，一般由盖板、绝缘子(玻璃或陶瓷)、框架(可伐或铁镍合金)和热沉(或底座)组成的电子封装外壳，绝缘子、框架和热沉(或底座)通过使用AgCu28焊料，在800度钎焊连接到一起，其中起到散热作用的是热沉(或底座)，这就要求底座材料具有高热导率的同时，在与框架焊接后不会发生严重变形弯曲(焊接后平面度<0.02
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0.03mm)。CPC作为电子封装外壳的热沉、底座材料，能同时兼具高导热性(热导率能达到220
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300)及良好的与热膨胀系数可调整性，这就保证CPC热沉、底座在与外壳框架焊接时能有良好的匹配性，使焊接后的外壳底部不会严重变形。
[0004]目前，CPC复合的方法主要是轧制复合法。轧制复合是将一层铜板、一层钼铜板、再加一层铜板叠加在一起后进行加热，到温后通过轧机将加热的三层材料一起轧制，使其压合成复合在一起的三层材料，由于轧制复合需要有一定的轧制量才能使铜板与钼铜板复合，且热轧是粗轧，厚度精度无法控制，需要靠后续的冷轧工艺控制厚度精度，每道次轧制都需要高温退火去应力，从而使轧制复合CPC的工艺较长，生产效率较低。例如，现有技术CN112742882A公开一种铜钼铜或铜钼铜铜复合材料生产工艺，在最底层的铜板和中间层的钼板或钼铜板的上表面的边缘处开设通槽，在通槽内放置白铜丝，然后按铜板
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钼板
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铜板或铜板
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钼铜板
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铜板叠合固定锁紧，整体放入氢气炉内，通入氢气，然后再烧结，冷却后得到结合面没有氧化的铜钼铜或铜钼铜铜预复合材料，最后热轧后冷却修边，得到复合界面无氧化的铜钼铜或铜钼铜铜复合材料。CN107891636A涉及铜
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钼铜
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铜复合板的制备方法，包括以下步骤：对钼铜合金板的上下两个面进行电镀铜，电镀层成颗粒状；得到镀铜钼铜合金板；对铜板的一个面进行电镀铜，电镀层成颗粒状，得到镀铜铜板；镀铜铜板放置在镀铜钼铜合金板的两侧，镀铜铜板的电镀面与镀铜钼铜合金板的两个电镀面相贴合，得到复合板，然后将复合板用液压机压紧，将压紧后的复合板进行烧结，烧结后进行热轧，热轧后去除表面氧化层，再进行冷轧，最后进行校平得到成品铜
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钼铜
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铜复合板。
[0005]针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0006]针对相关技术中的上述技术问题，本专利技术提出一种铜
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钼铜
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铜复合材料的复合方
法，通过施加压力提高铜
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钼铜
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铜复合材料的成材率，降低成本。
[0007]为实现上述技术目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0008]一方面，本专利技术提供一种铜
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钼铜
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铜复合材料的复合方法，通过将铜板、钼铜板的组合或铜板、钼铜板和铜板的组合在压力作用下高温复合制备而成。
[0009]进一步地，产生所述压力的装置包括耐高温框、高温弹簧和作用板，所述高温弹簧连接耐高温框和作用板。进一步地，所述高温弹簧至少2个，使得作用板至少2块。进一步地，两所述作用板的大小一致，且可在各自相连的高温弹簧的作用下可反复运动。
[0010]进一步地，所述压力为弹力的反作用力。进一步地，本专利技术所述压力至少包括两部分：1)高温弹簧连接耐高温框和作用板后，添加铜板、钼铜板后，使得高温弹簧被迫压缩，产生的弹力的反作用力；2)在高温下，铜板、钼铜板由于加热发生膨胀，进而给予高温弹簧相应的作用力，高温弹簧产生被迫压缩的弹力的反作用力。
[0011]进一步地，所述高温是指温度在750～1000℃，且高温保温时间为0.3～8小时，进一步为750～800℃，且高温保温时间为0.3～4小时。进一步地，在进行高温复合时，铜板、钼铜板的组合或铜板、钼铜板和铜板的组合处于非氧化性气氛中。进一步地，所述非氧化性气氛为氢气气氛、氩气气氛等。进一步地，所述复合材料在复合完成后，在非氧化性气氛中自然冷却后再取出。
[0012]进一步地，两所述作用板之间夹放铜板、钼铜板的组合或铜板、钼铜板和铜板的组合，进而使得两所述高温弹簧被两所述作用板压缩产生弹力的反作用力，以及铜板、钼铜板在高温下发生膨胀时给予高温弹簧的作用力的反作用力。进一步地，所述铜板、钼铜板的成分、大小、厚度和形状没有特殊要求；铜板、钼铜板的比例也可根据制备的复合材料的要求进行对应调整；所述铜板和钼铜板的组合可使多层结构；所述铜板、钼铜板和铜板的组合可以是三层结构，也可以是上下两层是铜板和中间是铜和钼铜间隔的多层结构。
[0013]进一步地，所述作用板为陶瓷板、石墨板、厚钢板、氧化铝板、玻璃板等，所述作用板在高温下不与铜或钼发生扩散。进一步地，所述作用板的厚度保证其在高温受力时不会变形即可。
[0014]进一步地，所述耐高温框可以是陶瓷框、石墨框、厚钢板、氧化铝框、玻璃框等，所述耐高温框在高温下不与铜或钼铜发生扩散。
[0015]进一步地，所述铜板、钼铜板在夹放前经过酸洗等预处理过程。进一步地，所述酸洗过程中使用的酸优选质量浓度在5～10％的稀硫酸。
[0016]另一方面，本专利技术提供一种铜
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钼铜
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铜复合材料的复合方法，具体步骤如下：
[0017]取铜板和钼铜板，经酸洗后待用；
[0018]根据需要将铜板、钼铜板的组合或铜板、钼铜板和铜板的组合板材叠好；
[0019]将叠好的板材加夹在两块作用板之间，且所述作用板通过高温弹簧与耐高温框连接，此时高温弹簧处于压缩状态；
[0020]将耐高温框置于有非氧化性气氛的加热炉中加热并保持高温，直至完成复合；
[0021]在非氧化性气氛中自然冷却后，取出复合材料。
[0022]进一步地，所述高温是指温度在750～1000℃，且高温保温时间为0.3～8小时，进一步为750～800℃，且高温保温时间为0.3～4小时。进一步地，所述非氧化性气氛为氢气气氛、氩气气氛等。
[0023]进一步地，所述高温弹簧至少2个，使得作用板至少2块。进一步地，两所述作用板的大小一致，且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铜
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钼铜
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铜复合材料的复合方法，其特征在于，通过将铜板、钼铜板任意组合后在压力作用下高温复合制备而成。2.根据权利要求1所述的复合方法，其特征在于，所述铜板、钼铜板任意组合为铜板、钼铜板的组合或铜板、钼铜板和铜板的组合；在进行所述高温复合时，铜板、钼铜板的组合或铜板、钼铜板和铜板的组合处于非氧化性气氛中。3.根据权利要求1所述的复合方法，其特征在于，所述复合材料在复合完成后，在非氧化性气氛中自然冷却后再取出。4.根据权利要求1所述的复合方法，其特征在于，产生所述压力的装置包括耐高温框、高温弹簧和作用板，所述高温弹簧连接耐高温框和作用板。5.根据权利要求4所述的复合方法，其特征在于，所述压力包括弹力的反作用力；所述高温是指温度在750～1000℃，且高温保温时间为0.3～8小时。6.根据权利要求4所述的复合方法，其特征在于，所述高温弹簧至少2个，使得作用板至少2块；两所述作用板的大小一致，且在各自相连的高温弹簧的作用下可反复运动。7.根据权利要求5所述的复合方...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昱晖，周俊，姚欢，姜齐鸣，
申请(专利权)人：长沙升华微电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：