[发明专利]一种超薄均热板用铜粉及其制作方法

说明书

技术领域

本发明技术涉及一种铜粉及其制作方法，特别涉及一种超薄均热板用铜粉及其制作方法。

背景技术

随着微电子技术的迅速发展，电子器件特征尺寸不断减小，芯片的集成度，封装密度以及工作频率不断提高，这些都使芯片的热流密度迅速升高。热管具有极高的热导率且无需额外能源是一种绿色环保的散热技术，均热板(Vapor Chamber)相比一般热管具有更突出的优点，其形状非常有利于对集中热源进行散热，均热板的厚度尺寸也由最初的最小3mm发展到现在的1mm以下，均热板薄型化后其毛细组织布置困难，毛细力下降等缺点开始体现，传统使用的铜丝网不能满足高功率的需求。

使用铜丝网作为超薄均热板毛细组织其毛细力低下，均热板功率不足；使用现有的铜粉作为超薄均热板毛细组织时，会出现铜粉烧结后毛细组织孔隙率不足或因铜粉颗粒过粗造成毛细结构过厚的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明技术旨在提供一种适应于厚度0.5mm左右的超薄均热板使用的铜粉，使超薄均热板毛细组织连通孔隙率高于65％，藉此满足超薄均热板更高的功率需求。

本发明技术方案如下：

一种超薄均热板用铜粉，所述铜粉颗粒形状呈球形或类球形，所述铜粉颗粒为单颗粒非团化结构，所述铜粉粉末粒度范围是1-100μm，所述铜粉松装密度为2.0-5.0g/cm3。

一种超薄均热板用铜粉的制作方法，所述方法包括如下步骤：

(1)使用纯度大于99.5％的铜粉为原料，采用水雾化法生产出粉末粒度范围是1-100μm的纯铜粉，其中雾化水压值范围是16-24MP，雾化水量是350-500L/min，铜液雾化速率是14-17kg/min，水雾化制粉其能量由高压水提供，其包含水的动能和水的压力能，在总能量一定的情况下提高压力能即减少水的用量，这使得雾化过程中铜液颗粒能够缓慢冷却而形成球形或类球形的颗粒，同时高的压力能雾化可以得到更为细小的铜粉颗粒；

(2)对雾化后的铜粉进行冷加工粉碎处理，使用锤式粉碎机或微分粉碎机或气流粉碎机对铜粉进行粉碎处理，因为铜具有较好的延展性，采用机械方式对铜粉进行冷加工处理，处理后的铜粉颗粒为球形颗粒；

(3)在粉碎后的铜粉添加发泡剂材料，所述发泡剂材料与铜粉的体积比为1-10％，同时加入100-500ppm粘接剂PVP，所述发泡剂材料可以是醋酸铜，碳酸铜，硫酸铜，草酸铜，尿素，碳酸氢盐，碳酸盐，偶氮化合物，脲氨基化合物，三咗类化合物中的一种或几种，在均热板的烧结工艺中，发泡剂和粘接剂被脱除而形成孔隙。

作为优选的，所述方法步骤(1)中采用水雾化法生产出粉末粒度范围是20-50μm的纯铜粉。

作为优选的，所述雾化水压值范围是20-22MP。

作为优选的，所述雾化水量是420-500L/min。

本发明有益效果在于：1)铜粉颗粒形状呈球形或类球形，球形铜粉具有优秀的流动性，在均热板填粉过程中能够均匀密实填粉，无填粉缺陷；2)所添加的发泡剂材料在烧结过程中脱出，制造出高孔隙率的毛细组织，毛细组织孔隙率高于65％。

附图说明

图1是经冷加工处理后的球形铜粉添加发泡剂材料后的铜粉SEM图像。

图2是添加发泡剂等材料后的铜粉经980度烧结30分钟后形成的毛细组织SEM图像。

具体实施方式

下面结合实施例和实验测试结果对本发明作进一步详细的说明。

本发明检测方式是：使用该铜粉制样烧结成毛细结构体，再检测其毛细组织连通孔隙率和吸水通量。

毛细组织连通孔隙率简称毛细组织连通率，它指的是毛细结构体中能与外界连通的孔隙体积占毛细结构体总体积的比例，其样品制作方法和计算方式为：

将铜粉装入长方体石墨盒模具内，石墨盒模具装粉空间尺寸为A*B*C，将装好粉样的模具放入烧结炉内进行烧结，烧结温度980±2度30分钟，烧结完成后制得到柱状铜粉毛细结构体，称量样品重量W1，将样品浸入水中2分钟后取出称重W2，计算：样品体积V＝a*b*c,样品孔隙率K＝(W2-W1)/V。

吸水通量样品制作方法和计算方式为：