[发明专利]一种制备CPC层状复合材料的方法及一种CPC层状复合材料在审

专利信息
申请号: 201410837722.2 申请日: 2014-12-30
公开(公告)号: CN104588646A 公开(公告)日: 2015-05-06
发明(设计)人: 杨义兵;苏国军;钟铭;骆学广;刘俊海;韩蕊蕊 申请(专利权)人: 天龙钨钼(天津)有限公司;北京天龙钨钼科技股份有限公司;宝鸡京龙钨钼科技有限公司
主分类号: B22F3/02 分类号: B22F3/02;B22F7/04;C23C10/20;B21B1/38
代理公司: 中国国际贸易促进委员会专利商标事务所 11038 代理人: 李帆
地址: 301800 天津市*** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 一种 制备 cpc 层状 复合材料 方法
【说明书】:

技术领域

发明属于复合材料领域,特别是用于微电子封装热沉材料的复合材料。更具体的,本发明涉及一种CPC层状复合材料及其制备方法。

背景技术

目前,随着集成电路工业的飞速发展,集成电路的集成规模和集成度均日益提高,电路的布线宽度已由原先的微米级向亚微米级发展。集成度提高和布线宽度变窄带来的直接问题是,芯片与基板连接的可靠性降低,同时芯片单位面积的发热量增大,高温下导致器件容易失效。要从根本上解决上述问题,就需要进一步提高集成电路的封装水平,除了开发新的封装技术外,还需寻找新的封装材料。

对于传统的电子封装材料如Invar、Kovar、W、Mo等,其单一的性能已经不能满足电子封装行业日益发展的需求。低膨胀、低密度、高导热、具有合适强度及生产成本的新型电子封装材料是目前研究的目标。一般来说,单一材料已经难以满足上述苛刻的性能要求。复合材料如钼/铜、钨/铜、铜/钼/铜等,由于能够充分利用各单一材料的优点,表现出较好的综合性能,成为新一代电子封装材料。

在此基础上,铜/钼铜/铜平面层状复合材料(简称CPC层状复合材料)作为第三代微电子封装热沉材料,其优异的综合性能可满足尖端电子设备的需求。CPC层状复合材料是一种在钼铜合金层的两侧各复合一层铜层的层状复合材料。其中,作为芯材层的钼铜合金包括体心立方结构的钼(Mo)和面心立方结构的铜(Cu),其中钼和铜既不互相固溶,又不形成金属间化合物,仅仅形成钼铜两相混合组织,因此这种合金通常被称为“假合金”。在该钼铜合金层中,Cu相呈网络状分布,由于Cu具有良好的导电、导热性能,这使得该钼铜合金层以及整个复合材料在平面方向和厚度方向的导电、导热能力都获得了较大的加强;进一步,由于钼铜合金芯材层中的钼相具有的高强度、高硬度、和低膨胀系数等特性,使得CPC层状复合材料还具有良好的力学性能,从而表现出优异的综合性能。

目前,CPC层状复合材料的研究发展还不足十年,国内外对其研究仍不成熟。截至目前,只有美国与日本的少数几家公司成功研制出了这种材料,但其技术资料严格保密;国内对于该复合材料的研究制备尚无报道。对CPC层状复合材料的研制、开发和生产不仅能够填补我国的该技术领域的空白,还能满足国内电子封装行业的需求,带来巨大的经济效益。

现有技术在制备CPC层状复合材料时,通常采用将铜层、钼铜合金层和铜层复合后轧制的方法。由于钼铜两种金属性能差异很大,轧制参数很难选择,在制备CPC层状复合材料时,常常出现芯材裂边、各层厚度不均匀、界面不平直、三层厚度比过大或过小等不合格现象,致使无法得到质量优良的CPC层状复合材料。

发明内容

鉴于现有技术中存在的一个或多个问题,本发明的一个目的是提供一种CPC层状复合材料;本发明的又一个目的是提供一种CPC层状复合材料的制备方法;本发明又一个目的提供一种钼铜合金;本发明再一个目的是提供一种钼铜合金的制备方法。

发明人发现采用粒度均匀的钼粉末,经压坯和渗铜后可制备得到可轧性好的钼铜合金。使用该钼铜合金制成的合金板板与两层铜板层叠后轧制,可获得层厚度均匀的CPC层状复合材料。

在本发明的一个实施方案中,提供一种制备钼铜合金的方法,包括如下步骤:

(1)得到弥散钼粉,

(2)由步骤(1)得到的所述弥散钼粉制成钼骨架坯,

(3)向步骤(2)得到的所述钼骨架坯中渗铜,得到所述钼铜合金;

其中,所述弥散钼粉的(D90-D0)/D50≤2.1,优选≤2.0,再优选≤1.9、≤1.8、≤1.7、或≤1.6。

在本发明的另一个实施方案中,提供一种钼铜合金,其由本发明前述实施方案的方法制得。

在本发明的另一个实施方案中,提供一种钼铜合金板,其通过加工本发明前述实施方案的钼铜合金制得。

在本发明的另一个实施方案中,提供一种制备CPC层状复合材料的方法,其包括如下步骤:

(1)将一层铜板、一层钼铜合金板和一层铜板依次层叠形成多层板;

(2)通过轧制将所述多层板复合,

所述钼铜合金板为本发明前述实施方案的钼铜合金板,

优选地,所述铜板中的至少一层为无氧铜板。

在本发明的另一个实施方案中,提供一种CPC层状复合材料,由本发明前述实施方案中的方法制得。

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