[发明专利]一种金刚石/铜复合材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种金刚石/铜复合材料的制备方法，该方法先用除油剂将金刚石颗粒煮沸除油，再用第一活化剂将金刚石颗粒煮沸活化，然后将活化后的金刚石颗粒与镀覆粉末混合后于真空环境中加热，之后用镀铜液对金刚石颗粒进行镀铜，最后将镀铜后的金刚石颗粒和铜制备金刚石/铜复合材料。本发明通过在金刚石表面镀覆双层镀层，所制备的复合材料热导率高，热膨胀系数低，具有较优异的综合性能，适用于对散热要求较高的电子器件中，本发明所提供的方法可操作性强，工艺简单，金刚石与表面的复合金属层结合强度好，复合金属层的厚度均匀。

技术领域

本发明属于复合材料制备领域，具体涉及一种金刚石/铜复合材料的制备方法。

背景技术

由于电子技术的高速发展，电子器件输出功率和集成电路的集成度急剧增加，对电子器件散热性能的要求越来越高，新型电子封装材料的开发成为解决电子器件散热问题的关键。金刚石的在常温下的热导率为1500～2600W/mK，热膨胀系数为0.86×10^-6/K，铜作为常用的导热导电材料其热导率为400W/(m·K)，热膨胀系数为16.32×10^-6/K，由于金刚石与高导热金属的复合材料由于其高热导率、低膨胀和低密度的特点，因此将金刚石与铜复合制备的金刚石/铜复合材料是一种理想的新型电子封装材料，受到许多研究者的青睐。

然而，由于金刚石与铜不浸润，金刚石与铜直接复合时，两者的界面上基本没有结合强度，热量在金刚石和铜之间传输时热阻很大，导致复合材料热导率一直不高。现有方法制备的复合材料增强体与基体间的浸润性差，界面结合强度不高，界面热阻大，仍需一种新的方法，更好地改善金刚石与铜之间的界面结合，制备出高导热复合材料。

发明内容

为解决现有技术中，制备的复合材料增强体与金刚石基体间的浸润性差，界面结合强度不高，界面热阻大的问题，本发明提供了一种金刚石/铜复合材料的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种金刚石/铜复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)用除油剂将金刚石颗粒煮沸除油；

(2)用第一活化剂将步骤(1)处理后的金刚石颗粒煮沸活化；

(3)将步骤(2)活化后的金刚石颗粒与镀覆粉末混合后，于真空环境中加热；

(4)用镀铜液对步骤(3)处理后的金刚石颗粒进行镀铜；

(5)用步骤(4)处理后的金刚石颗粒和铜制备金刚石/铜复合材料。

优选地，所述方法进一步包括：在步骤(3)之后，先将金刚石颗粒用敏化液和第二活化剂处理后，再进行镀铜，每升所述敏化液中包括氯化亚锡20g和盐酸20ml，每升所述第二活化剂中包括氯化钯0.5g和盐酸20ml。

优选地，步骤(1)所述除油剂为10～20％(wt)的NaOH，所述煮沸除油的时间为5～20min，除油后，用蒸馏水漂洗至中性

优选地，步骤(2)所述第一活化剂为10～20％(wt)的HNO₃，所述煮沸活化的时间为10～15min，活化后，用蒸馏水漂洗至中性，然后置于真空干燥箱中烘干。

优选地，步骤(3)所述镀覆粉末包括钛粉、氢化钛粉、钨粉和铬粉中的至少一种，所述镀覆粉末的粒度为10～100μm。

优选地，步骤(3)所述金刚石颗粒与镀覆粉末混合的质量比为1：1～3。

优选地，步骤(3)所述加热的温度为600～1000℃，加热时间为30～300min。

优选地，每升所述镀铜液中，包括以下原料：

硫酸铜10～30g，

甲醛5～15mL，