[发明专利]导热导电弹性复合材料、其制备方法及半导体处理装置

说明书

本发明公开了一种导热导电弹性复合材料、其制备方法及半导体处理装置，该制备方法包含：形成一弹性骨架前驱体，所述弹性骨架前驱体至少在X方向和Y方向相互连通；对所述的弹性骨架前驱体进行预氧化处理；将预氧化的弹性骨架前驱体碳化处理，形成导电导热芯体；将所述导电导热芯体浸入软质弹性泡沫材料预聚体中，发泡，成型，得到导热导电弹性复合材料。该复合材料具有各向同性导电导热、超弹性、高压缩性、耐高温、耐腐蚀等性能，适于等离子体刻蚀腔内的工作环境。

技术领域

本发明涉及一种碳纤维复合材料，具体涉及一种导热导电弹性复合材料、其制备方法及半导体处理装置。

背景技术

半导体设备在工作过程中，经常需要面临高温环境或稳定导电等需求，当设备内部的零部件材质不同时，需要在零部件之间设置间隔层，目前常用的间隔层材料为非金属弹性导热材料，其多为硅树脂填充导热填料，硅树脂使用温度不宜超过120℃，且压缩量十分有限，填充颗粒状导热填料如氧化铝，则导热系数改善不明显，约5-10W/m/k,填充物碳纤维或石墨烯等，容易产生导热取向，且填料也会充当增强体，使产品硬度增加。

发明内容

本发明的目的是解决等离子刻蚀设备真空腔内各部件之间填充物的导热、导电、耐高温、耐腐蚀及弹性问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种导热导电弹性复合材料的制备方法，其包含：

形成一弹性骨架前驱体，所述弹性骨架前驱体至少在X方向和Y方向相互连通；

对所述的弹性骨架前驱体进行预氧化处理；

将预氧化的弹性骨架前驱体碳化处理，形成导电导热芯体；

将所述导电导热芯体浸入软质泡沫材料预聚体中，发泡，成型，得到所述的导热导电弹性复合材料。

可选的，通过3D打印形成弹性骨架前驱体。

可选的，通过编织纱线的方式形成一织物结构，作为弹性骨架前驱体。

可选的，采用线圈嵌套或线圈勾套的方式编织纱线。

可选的，所述的编织纱线的方法包含三维编织一体成型或各部分针织再缝合成型。

可选的，所述的编织纱线的方法包含二维或/和三维编织方法。

可选的，所述的织物结构在X轴、Y轴和/或Z轴方向均具有多个嵌套线圈，连接贯通。

可选的，所述的纱线中含有合成纤维、天然纤维、再生纤维的任意一种或任意两种以上的组合。

可选的，所述的纱线中含有聚丙烯腈纤维。

可选的，所述的纱线还含有能通过化学法去除的纤维。

可选的，所述的纱线还含有棉纤维和/或麻纤维。

可选的，所述的纱线为60支以上的纱线。

可选的，所述的纱线为含有聚丙烯腈纤维的单一成分纱线或混纺纱线。

可选的，所述的纱线为棉或麻与合成纤维混纺纱线，形成的织物结构采用酸或酶处理，去除棉或麻，留下合成纤维，再进行热氧化处理。

本发明还提供了一种根据上述方法制备的导热导电弹性复合材料，该复合材料包含：导电导热芯体，及包覆或嵌套在该导电导热芯体上的软质发泡材料层，该导电导热芯体为碳纤维骨架，该碳纤维骨架至少部分呈弧形。

可选的，所述的碳纤维骨架包含由若干线圈嵌套构成的多条导电导热通路，在X轴、Y轴和/或Z轴连接贯通。

可选的，所述的碳纤维骨架由二维和/或三维编织的合成纤维形成的织物结构碳化而成。

可选的，所述的合成纤维包含聚丙烯腈。