新型熔融高压铸造法制备铝/金刚石复合材料的研究

新一代铝/金刚石复合材料因其高热导率、低热膨胀系数的特性被越来越多的应用在大功率集成电路封装材料中。目前制备铝/金刚石复合材料的方法主要有粉末冶金法、热等静压法、等离子烧结法、搅拌熔铸法、无压浸渗法及压力铸造法等,但在国内均未能有效实现大规模的工业生产。以压力铸造法的原理为基础,提出了一种新型熔融高压压铸法制备铝/金刚石复合材料的工艺。结果表明,该工艺可满足批量化生产,金刚石体积分数稳定在65vol%~68vol%。可制备出结构更致密、组织更均匀的复合材料,且热导率高达580 W/(m·K)。由于减少金刚石预制块的制备过程,相比之前的生产工艺,效率提高,生产成本降低。

高压浸渗法制备双颗粒金刚石/铝复合材料的热膨胀性能

近年来,随着电子设备散热需求的增加,金刚石/铝复合材料作为新一代导热金属基复合材料逐渐进入人们的视野。热膨胀性能是衡量电子封装材料与半导体材料匹配性的重要指标。采用高压浸渗法,在120目的粗颗粒金刚石中添加细颗粒提高金刚石的体积比,探究双颗粒金刚石对金刚石/铝复合材料热膨胀性能的影响。结果发现:双颗粒金刚石/铝复合材料具有更高的金刚石体积比,添加的细颗粒越小,热膨胀系数越低,低至6.885×10^(-6)K^(-1),更接近半导体材料的热膨胀系数;细颗粒金刚石的添加不仅提高了金刚石的体积比,同时也增加了复合材料的界面数量,增多了界面热阻,影响铝基体与金刚石之间的热量传导。