[发明专利]一种高导热石墨-铜固态均温板的制备方法

说明书

本发明公开了一种高导热石墨‑铜固态均温板的制备方法，属于热沉复合板技术领域。其具体步骤如下：步骤1，用NaOH溶液清洗高导热石墨，再用去离子水超声清洗；与此同时，将Cr﹑Sn﹑Cu三种金属粉末混合均匀；步骤2，将步骤1得到的混合金属粉末喷涂到高导热石墨上；步骤3，将步骤2得到的石墨工件在真空炉中进行热处理；步骤4，取出石墨工件并待其冷却至室温，之后将紫铜件和冷却后的石墨工件进行清洗；步骤5，采用焊膏将步骤4清洗后的石墨工件与紫铜件进行焊接，最终得到高导热石墨‑铜固态均温板。本发明生产工艺简单，实现了石墨和铜的可靠结合。

技术领域

本发明涉及到热沉复合板技术领域，特别涉及一种高导热石墨-铜固态均温板的制备方法。

背景技术

随着电子产品逐渐向高功率化、高集成化方向发展。功率密度的大幅攀升，单位体积的发热量越来越大，随之而来的温度升高以及封装材料与芯片之间热应力的增大严重影响器件的性能、可靠性以及使用寿命。散热问题已经成为制约高功率器件发展与应用的瓶颈。

针对此，研究人员陆续开发出了热管，环路热管，蒸发腔均热板等散热器产品，有效的解决了电子产品的散热问题，并得到了广泛的推广应用。但该类产品不适用于对重力﹑加速度有要求的场合，尤其诸如空投型相控阵雷达等场合，其要求散热系统具备抗冲击能力≥30g，此时传统的散热方式已不再适用。采用表面改性方法可以很好地解决铜在石墨表面润湿性差和热膨胀系数不匹配等问题，如电镀﹑化学镀﹑固相蒸镀等，然而传统的表面改性方法无法实现石墨与涂层的冶金结合，表面改性石墨与金属的结合强度难以保证。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高导热石墨-铜固态均温板的制备方法。该方法的生产工艺简单，实现了石墨和铜的可靠结合。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种高导热石墨-铜固态均温板的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，用NaOH溶液清洗高导热石墨板，再用去离子水超声清洗；与此同时，将Cr﹑Sn﹑Cu三种金属粉末混合均匀；

步骤2，将步骤1得到的混合金属粉末喷涂到高导热石墨板上；

步骤3，将步骤2得到的石墨工件在真空炉中进行热处理；

步骤4，取出石墨工件并待其冷却至室温，之后将紫铜件和冷却后的石墨工件进行清洗；

步骤5，采用焊膏将步骤4清洗后的石墨工件与紫铜件进行焊接，最终得到高导热石墨-铜固态均温板。

进一步的，在步骤1中，Cr﹑Sn﹑Cu三种金属粉末的平均直径为1～30μm。

进一步的，在Cr﹑Sn﹑Cu三种金属混合粉末中，Cr含量的质量百分比为5％～10％，Sn含量的质量百分比为0.1％～1％，Cu含量的质量百分比为89％～94.9％。

进一步的，在步骤2中，采用冷喷涂设备对高导热石墨进行喷涂；且冷喷涂设备选用氮气，气流速度为500L/min，载气流速度为50L/min，喷涂距离为12mm，选定气体温度为310℃；

进一步的，在步骤2中，在高导热石墨上喷涂金属粉末涂层的厚度为20～100μm。

进一步的，在步骤3中，所述真空炉的真空度为6.3×10^-3～1.3×10^-5Pa，温度为900～1100℃，保温时间为0.5～2h。

进一步的，在步骤4中，石墨工件与紫铜工件在丙酮中超声清洗30min。

进一步的，在步骤5中，焊膏选用Sn_0.3Ag_0.7Cu，焊接温度为250℃～300℃，保温时间为60s～180s。

本发明采取上述技术方案所产生的有益效果在于：