[发明专利]一种钼基碳纳米管电子封装材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种钼基碳纳米管电子封装材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，钼粉提纯，将钼粉在氢气炉内进行高温还原以祛除表面的氧化层，步骤2，磁控溅射，所用靶材为铜或者铬，步骤3，碳纳米管生长，将步骤2中表面已经溅射铜，铬催化剂的钼粉，放入CVD炉内进行碳纳米管生长，步骤4，热压，将拓扑结构的钼与碳纳米管的复合材料，在热压炉内尽心热压烧结，将拓扑结构的钼与碳纳米管的复合材料，在热压炉内尽心热压烧结。采用碳纳米管进行复合的方法，解决了现有技术中制备的封装材料热导率不高和孔隙率高的缺点。

技术领域

本发明属于集成电路封装材料技术领域，涉及一种钼基碳纳米管电子封装材料的制备方法。

背景技术

近年来，集成电路的封装技术随着集成电路工业飞速发展,集成规模日益提高，现在己可将上1亿个器件集成在一块芯片上。随着集成度的提高，其功能越来越强大,但同时也伴随着发热量的急剧增加。高密度的热流如不及时散出去，将严重影响电子产品的性能和可靠性，甚至烧毁元器件。因此，给各种集成电路配备散热装置已经是目前集成电路技术的必然选择。

对集成电路芯片(IC)进行封装是对IC散热，降低其工作温度的有效手段。为了强化传热效果，常采用高导热材料作为封装，如采用高导热金属材料。由于价格相对低廉，导热性能优越，早期的金属封装材料采用铜材料。早期的金属封装材料采用铜及铜质合金材料，铜能满足封装材料高热导率的性能要求，但是由于热膨胀系数其22×l0^-6/K，与硅基体热膨胀系数相差悬殊，造成了基体与封装材料体积膨胀差异并由此产生了相应的热应力。最终降低了集成电路器件的可靠性及使用寿命，若要达到膨胀系数匹配，需要选择膨胀系数与IC基材相接近的材料，金属材料中钼有着与芯片基体最相接近的热膨胀系数，但是其热导率较低，只有100W/(m·K)。

因而目前应用较为广泛的金属基封装材料为钼铜合金，采用和合金工艺为粉末冶金，热压烧结工艺。钼铜合金虽然可以解决热匹配的问题，但是仍然存在热导率不高，和孔隙率高的缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种钼基碳纳米管电子封装材料的制备方法，解决了现有技术中制备的封装材料热导率不高和孔隙率高的缺点。

本发明所采用的技术方案是，一种钼基碳纳米管电子封装材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，钼粉提纯，

步骤2，磁控溅射，

步骤3，碳纳米管生长，

步骤4，热压。

本发明的特点还在于，

步骤1具体为：将钼粉在氢气炉内进行高温还原以祛除表面的氧化层。

步骤1中的还原条件是1200～1500℃，氢气流量为30～50cc/min，时间为30～90min，钼粉的粒度为20～200μm。

步骤2磁控溅射的具体条件和方法为，磁控溅射所用靶材为铜或者铬，磁环端部磁感应强度0.2～0.3T，真空室的压强为1.0～9.0Pa，气体为氩气与氟氯烃的混合气体，氩气的体积占比为气体总量的80～90％，其余为氟氯烃，射频功率200w，时间为30～60min。

步骤3具体为，将步骤2中表面已经溅射铜，铬催化剂的钼粉，放入 CVD炉内进行碳纳米管生长，在温度为600～800℃，气体流量60～90cc/min，时间为10～30min的条件下，碳纳米管在被催化剂包覆的钼粉表面生长，形成拓扑结构。