[发明专利]高导热金刚石/铜复合封装材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高导热金刚石/铜复合封装材料，其特征在于，该材料由金刚石、Cu 和Ti组成，在金刚石周围均匀包裹Cu-Ti合金；其中，Cu含量为40～60wt％，Ti 含量为2～10wt％，余量为金刚石。

2.如权利要求1所述的高导热金刚石/铜复合封装材料，其特征在于，所述材 料由Cu-(1-10wt.％)Ti合金粉、钛粉和金刚石通过放电等离子烧结技术烧结而成。

3.如权利要求2所述的高导热金刚石/铜复合封装材料，其特征在于，所述材 料由Cu-(2-5wt.％)Ti合金粉、钛粉和金刚石通过放电等离子烧结技术烧结而成。

4.如权利要求1-3中任一项所述的高导热金刚石/铜复合封装材料的制备方 法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

I.采用真空气雾化制粉炉制备Cu-(1-10wt.％)Ti合金粉，筛选出粒径为 15～25μm和40～50μm的合金粉，并按照(3.5～4.5)∶1的体积比混合；

II.采用机械混粉的方式将步骤I获得的Cu-Ti合金粉与金刚石、钛粉混合， 其中金刚石体积百分数为50％-70％，Cu-(1-10wt.％)Ti合金粉体积百分数为 25％-49％，钛粉体积百分数为1％-5％；

III.将步骤II获得的混合料放入放电等离子烧结炉内进行烧结，烧结参数为： 压力30-50MPa、温度850-950℃、升温速度100-150℃/min、烧结时间1-60min， 气氛为真空，然后随炉冷却至室温，得到金刚石/铜复合材料。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤I中制备Cu-Ti合 金粉的具体操作如下：原料为纯度大于99.99％的无氧铜和纯度大于99.99％的钛， 将配好比例的纯铜、纯钛放入真空气雾化法中的石墨坩埚内，抽真空，升温熔化， 在1200～1300℃保温10～20min，充分搅拌，浇铸喷粉获得Cu-Ti合金粉。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤II中金刚石粒度为 50-200μm，钛粉粒度为10-50μm；机械混粉时间为60-120min。

7.如权利要求4-6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤III中所 述的烧结时间为1-30min。

8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

I.采用真空气雾化制粉炉制备Cu-(1wt.％)Ti合金粉，分别筛选出粒度为20μm 和45μm，以4∶1的体积比混合；

II.金刚石粒度选用100μm，钛粉粒度选用20μm；将体积百分比分别为60％、 1％、39％的金刚石颗粒、钛粉、Cu-(1wt.％)Ti合金粉混合球磨120min；

III.将步骤II获得的混合粉放入放电等离子烧结炉中进行烧结，烧结温度为 950℃，烧结压力50MPa，升温速度为100℃/min，保温5min，气氛为真空，然后 随炉冷却至室温，得到金刚石/铜复合材料。

9.一种高导热金刚石/铜复合封装材料，其特征在于，其是采用权利要求4-8 中任一项所述的方法制备的。

10.如权利要求1、2、3或9所述的高导热金刚石/铜复合封装材料在超大规 模集成电路或超大功率发光二极管的散热基板中的应用。