金刚石/铜复合材料的热物理性能研究

摘要

微处理器及半导体器件在应用中时常由于温度过高而无法正常工作。散热问题成为电子信息产业发展的主要技术瓶颈在微电子发展的今天，芯片的运算速度越来越快，为满足热管理材料的高导热需求,通常采用金刚石作为增强体来制备金属基复合材料.本文分别采用放电等离子烧结和电沉积两种不同的方法制备了金刚石/铜复合材料,并对复合材料的热物理性能进行了研究.通过放电等离子法制备的金刚石/铜复合材料的热导率对比数据，可以看到随着金刚石含量的增加复合材料的热导率呈下降趋势。对于颗粒增强金属基复合材料的热导率是可以根据基体和颗粒的热导率以及颗粒在复合材料中的含量来进行计算的。采用放电等离子烧结工艺制备获得了金刚石/铜复合材料，当体积分数较低时复合材料的热扩散系数优于纯铜，但随着体积分数的进一步增加热扩散系数呈下降趋势;所制备的复合材料热导率均低于纯铜。采用电沉积的方法制备了体积分数20%的金刚石/铜复合材料，与相同工艺条件制备的纯铜相比其热扩散系数略有改善，但热导率仍低于纯铜。