CN104014921A - 一种快速制备铜钼多层复合材料的方法 - Google Patents

一种快速制备铜钼多层复合材料的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104014921A
CN104014921A CN201410172037.2A CN201410172037A CN104014921A CN 104014921 A CN104014921 A CN 104014921A CN 201410172037 A CN201410172037 A CN 201410172037A CN 104014921 A CN104014921 A CN 104014921A
Authority
CN
China
Prior art keywords
molybdenum
copper
layer structure
sheet
double
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410172037.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104014921B (zh
Inventor
郭亚杰
王新刚
李演明
周婷婷
高兵祥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changan University
Original Assignee
Changan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changan University filed Critical Changan University
Priority to CN201410172037.2A priority Critical patent/CN104014921B/zh
Publication of CN104014921A publication Critical patent/CN104014921A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104014921B publication Critical patent/CN104014921B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/02—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a press ; Diffusion bonding
    • B23K20/023—Thermo-compression bonding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/14—Preventing or minimising gas access, or using protective gases or vacuum during welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/22—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded
    • B23K20/233—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded without ferrous layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/24—Preliminary treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/18—Dissimilar materials

Abstract

本发明公开了一种快速制备铜钼多层复合材料的方法，包括以下步骤：一、将铜片和钼片的表面进行打磨处理以除去氧化膜，然后用丙酮清洗打磨后的铜片和钼片，冷风吹干备用；二、将铜片和钼片交替叠合铺层，得到多层结构板，然后将多层结构板放入组合模具中；三、将装有多层结构板的组合模具放入等离子活化烧结炉中，烧结后脱模得到铜钼多层复合材料。本发明通过引入高密度电流直接对由铜片和钼片交替叠合铺层得到的多层结构板进行通电加热烧结，在温度和压力的联合作用下实现铜钼界面的快速扩散连接，本发明制备工艺生产的铜钼多层复合材料具有良好的热导率和热膨胀系数，铜钼界面结合强度高，产品一致性好，且可冲压成型。

Description

一种快速制备铜钼多层复合材料的方法
技术领域
本发明属于电子封装材料技术领域，具体涉及了一种快速制备铜钼多层复合材料的方法。
背景技术
随着电子信息技术的迅猛发展，半导体器件不断向高功率、高集成度、便携化的方向发展，工作温度不断升高。如果器件工作时不能及时散热，会导致性能退化、寿命缩短。寻找优良的电子封装材料，是解决高功率器件散热问题的重要途径，对于提高器件的性能、可靠性和使用寿命具有重要意义。电子封装及热沉材料不仅要具有高的热导率，而且需要有与芯片材料相匹配的热膨胀系数，以避免器件在封装或使用过程中因热应变失配引起变形或损坏。单一材料很难同时满足上述要求，Cu/Mo/Cu层状复合材料兼具Cu的高导热性和Mo的低热膨胀性，且性能可调，是极具竞争力的高功率器件电子封装材料。
目前Cu/Mo/Cu层状复合材料以三层的“三明治”结构为主，制备方法主要有轧制法、***法、热压法和熔覆法等。轧制法是最早见诸报道的制备方法，美国专利US4950554最早采用焊接轧制法获得了“三明治”结构的Cu/Mo/Cu层状复合材料；中国专利CN102357525和CN1850436分别采用热轧和冷轧法制备Cu/Mo/Cu层状复合材料；轧制法存在的主要缺陷是Cu和Mo互不相溶，经轧制退火后铜钼界面主要以机械啮合方式结合，界面结合强度不高，若要提高界面结合强度，必须提高轧制力，但容易导致本身脆性大的Mo出现开裂或分层；专利CN102371719中采用***轧制法制备“三明治”结构的Cu/Mo/Cu层状复合材料，但该专利的技术方案中工艺步骤较多，且***复合法本身存在较高危险性和噪音污染，且板形控制困难，不适于连续生产和对产品质量控制；专利CN1850436采用热压法制备Cu/Mo层状复合材料，先在Mo板表面预镀Cu层，再将镀Cu的Mo板进行轧制整形，然后与Cu板叠合进行热压烧结，这种方法工艺繁琐，而且电镀容易污染环境；专利CN1408485采用在Mo板上熔覆Cu层的方法制备“三明治”结构的Cu/Mo/Cu层状复合材料，但Cu冷却后需要冷轧整形，表面质量和层厚较难控制，且制备大层厚比复合材料时受限。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种快速制备铜钼多层复合材料的方法。该方法通过引入高密度电流直接对由铜片和钼片交替叠合铺层得到的多层结构板进行通电加热烧结,在温度和压力的联合作用下实现铜钼界面的快速扩散连接，从而提供一种工序简单、生产周期短的铜钼多层复合材料制备方法，本发明制备工艺生产的铜钼多层复合材料具有良好的热导率和热膨胀系数，铜钼界面结合强度高，产品一致性好，且可冲压成型。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种快速制备铜钼多层复合材料的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将铜片和钼片的表面进行打磨处理以除去氧化膜，然后用丙酮清洗打磨后的铜片和钼片，冷风吹干备用；单个所述铜片的厚度为0.1mm～0.65mm，单个钼片的厚度为0.24mm～1.8mm；
步骤二、将步骤一中清洗后的铜片和钼片交替叠合铺层，得到多层结构板，然后将所述多层结构板放入组合模具中；所述多层结构板的层数至少为三层，所述多层结构板的最外层均为铜片，所述组合模具包括中空结构的石墨外模，石墨外模的上端安装有上压头，石墨外模的下端安装有下压头，所述上压头、下压头和石墨外模内壁之间形成用于放置多层结构板的模腔，模腔的形状和尺寸均与所述多层结构板的形状和尺寸相匹配；
步骤三、将步骤二中装有多层结构板的组合模具放入等离子活化烧结炉中，调节所述等离子活化烧结炉的真空度为5Pa～15Pa，电流密度为300A/cm2～500A/cm2，轴向压力为50MPa～100MPa，在烧结温度为800℃～1000℃的条件下将多层结构板烧结处理10min～17min，待等离子活化烧结炉中的温度降至室温后除去轴向压力，脱模后得到铜钼多层复合材料。
上述的一种快速制备铜钼多层复合材料的方法，其特征在于，步骤二中所述层数为3～15层。
上述的一种快速制备铜钼多层复合材料的方法，其特征在于，步骤二中所述多层结构板中钼的体积百分含量为40％～60％。
上述的一种快速制备铜钼多层复合材料的方法，其特征在于，所述多层结构板中所用铜片的厚度均相等，所用钼片的厚度均相等，单个所述铜片与单个所述钼片的厚度比为1:(1～3)。
上述的一种快速制备铜钼多层复合材料的方法，其特征在于，步骤二中所述上压头和下压头均由碳化硅材料制成。
上述的一种快速制备铜钼多层复合材料的方法，其特征在于，步骤三中所述真空度为8Pa～12Pa，所述电流密度为380A/cm2～450A/cm2，所述轴向压力为75MPa～100MPa，所述烧结温度为900℃～1000℃，所述烧结时间为12min～15min。
上述的一种快速制备铜钼多层复合材料的方法，其特征在于，所述真空度为10Pa，电流密度为450A/cm2，轴向压力为100MPa，烧结温度为950℃，烧结时间为15min。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明通过引入高密度电流直接对由铜片和钼片交替叠合铺层得到的多层结构板进行通电加热烧结,在温度和压力的联合作用下实现铜钼界面的快速扩散连接，从而提供一种工序简单、生产周期短的铜钼多层复合材料制备方法，本发明制备工艺生产的铜钼多层复合材料具有良好的热导率和热膨胀系数，铜钼界面结合强度高，产品一致性好，且可冲压成型。
2、本发明的制备工艺通过直接对待复合的铜片和钼片进行通电加热烧结，利用高密度电流的作用来改善铜钼界面的原子互混程度，加热速度极快，能够加快铜片和钼片表面的塑性变形和蠕变等物理接触过程，缩短材料复合连接过程，同时电流能够促进铜钼界面原子互混，增强铜钼界面冶金结合，以获得高界面强度的铜钼层状复合材料。
3、本发明的制备工艺中通过改变铜片和钼片的尺寸大小、厚度以及两者的交替叠合层数，能够在较大范围内调控铜钼层状复合材料的热导率和热膨胀系数，通过增加钼片层数、减小钼片厚度，能够充分发挥Mo层对Cu层的热膨胀约束作用，减小Mo层的体积百分含量，从而提高复合材料热导率，降低产品密度和成本。
4、本发明铜钼层状复合材料的制备工艺是一次成型，该工艺过程简单，制备得到的产品尺寸范围大，一致性好，且单层厚度小，能够进行冲压成型。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明组合模具的结构示意图。
图2是本发明实施例1制备的铜钼多层复合材料中铜钼界面的SEM照片。
图3是本发明实施例1制备的铜钼多层复合材料中铜钼界面的元素分布EDS线扫描图。
图4是本发明实施例2中铜片与钼片交替叠合铺层的结构示意图。
附图标记说明:
1—石墨外模；      2—上压头；         3—下压头；
4—模腔；          5—铜片；           6—钼片。
具体实施方式
本发明各实施例中所用等离子活化烧结炉为日本Elenix公司生产的型号为ED-PASⅢ的等离子活化烧结炉。
实施例1
步骤一、用砂纸分别将8个铜片和7个钼片的表面进行打磨处理以除去氧化膜，然后用丙酮清洗打磨后的铜片和钼片，冷风吹干备用；8个所述铜片的厚度分别为0.25mm、0.2mm、0.1mm、0.1mm、0.1mm、0.1mm、0.2mm和0.25mm，7个所述钼片的厚度分别为0.3mm、0.24mm、0.24mm、0.24mm、0.24mm、0.24mm和0.3mm；
步骤二、将步骤一中清洗后的铜片和钼片交替叠合铺层，得到多层结构板，然后将所述多层结构板放入组合模具中；所述多层结构板的层数为15层，所述多层结构板的最外层均为铜片，按照铺层时的交替叠合次序，多层结构板中铜片和钼片的厚度依次为0.25mm、0.3mm、0.2mm、0.24mm、0.1mm、0.24mm、0.1mm、0.24mm、0.1mm、0.24mm、0.1mm、0.24mm、0.2mm、0.3mm和0.25mm，所述铜片和所述钼片均为直径为60mm的圆片；如图1所示，组合模具包括中空结构的石墨外模1，石墨外模1的上端安装有上压头2，石墨外模1的下端安装有下压头3，所述上压头2、下压头3和石墨外模1内壁之间形成用于放置多层结构板的模腔4，模腔4的形状和尺寸均与所述多层结构板的形状和尺寸相匹配，上压头2和下压头3均由碳化硅材料制成；
步骤三、将步骤二中装有多层结构板的组合模具放入等离子活化烧结炉中，调节所述等离子活化烧结炉的真空度为10Pa，电流密度为450A/cm2，轴向压力为100MPa，在烧结温度为950℃的条件下将多层结构板烧结处理15min，待等离子活化烧结炉中的温度降至室温后除去轴向压力，脱模后得到铜钼多层复合材料。
图2是本实施例制备的铜钼多层复合材料中铜钼界面的SEM照片。由图2可以看出，本实施例制备的铜钼多层复合材料中铜钼界面较平直，无明显孔洞生成。
图3是本实施例制备的铜钼多层复合材料中铜钼界面元素分布EDS线扫描图。由图3可以看出，本实施例制备的铜钼多层复合材料中的铜钼界面为宽度为3μm～4μm的互混界面，其中铜的原子数百分含量达3.8％，远大于Cu-Mo相图对应的极限固溶度，这说明通过本实施例中高密度电流的作用能够促进铜钼界面原子的互混过程，提高铜钼界面原子的互混程度，从而提高铜钼界面的结合强度。
本实施例制备的铜钼多层复合材料中钼的体积百分含量为58.1％，垂直层方向热导率为221W/m·k，热膨胀系数为8.79×10-6K-1，剥离强度为70.12N/cm。
实施例2
步骤一、用砂纸分别将5个铜片和4个钼片的表面进行打磨处理以除去氧化膜，然后用丙酮清洗打磨后的铜片和钼片，冷风吹干备用；单个所述铜片和单个所述钼片的厚度均为0.3mm；
步骤二、将步骤一中清洗后的铜片和钼片交替叠合铺层，得到多层结构板，然后将所述多层结构板放入组合模具中；所述多层结构板的层数为9层，所述多层结构板的最外层均为铜片，所述铜片和所述钼片均为直径为50mm的圆片；如图1所示，组合模具包括中空结构的石墨外模1，石墨外模1的上端安装有上压头2，石墨外模1的下端安装有下压头3，所述上压头2、下压头3和石墨外模1内壁之间形成用于放置多层结构板的模腔4，模腔4的形状和尺寸均与所述多层结构板的形状和尺寸相匹配，上压头2和下压头3均由碳化硅材料制成；
步骤三、将步骤二中装有多层结构板的组合模具放入等离子活化烧结炉中，调节所述等离子活化烧结炉的真空度为12Pa，电流密度为380A/cm2，轴向压力为75MPa，在烧结温度为950℃的条件下将多层结构板烧结处理15min，待等离子活化烧结炉中的温度降至室温后除去轴向压力，脱模后得到铜钼多层复合材料，结构如图4所示。
本实施例制备的铜钼多层复合材料中钼的体积百分含量为44.4％，垂直层方向热导率为193W/m·k，热膨胀系数为6.43×10-6K-1，剥离强度为67.18N/cm。
实施例3
步骤一、用砂纸分别将5个铜片和4个钼片的表面进行打磨处理以除去氧化膜，然后用丙酮清洗打磨后的铜片和钼片，冷风吹干备用；单个所述铜片的厚度为0.3mm，单个所述钼片的厚度为0.375mm；
步骤二、将步骤一中清洗后的铜片和钼片交替叠合铺层，得到多层结构板，然后将所述多层结构板放入组合模具中；所述多层结构板的层数为9层，所述多层结构板的最外层均为铜片，所述铜片和所述钼片均为直径为40mm的圆片；如图1所示，组合模具包括中空结构的石墨外模1，石墨外模1的上端安装有上压头2，石墨外模1的下端安装有下压头3，所述上压头2、下压头3和石墨外模1内壁之间形成用于放置多层结构板的模腔4，模腔4的形状和尺寸均与所述多层结构板的形状和尺寸相匹配，上压头2和下压头3均由碳化硅材料制成；
步骤三、将步骤二中装有多层结构板的组合模具放入等离子活化烧结炉中，调节所述等离子活化烧结炉的真空度为15Pa，电流密度为300A/cm2，轴向压力为50MPa，在烧结温度为800℃的条件下将多层结构板烧结处理17min，待等离子活化烧结炉中的温度降至室温后除去轴向压力，脱模后得到铜钼多层复合材料。
本实施例制备的铜钼多层复合材料中钼的体积百分含量为50.0％，垂直层方向热导率为202W/m·k，热膨胀系数为6.72×10-6K-1，剥离强度为67.34N/cm。
实施例4
步骤一、用砂纸分别将5个铜片和4个钼片的表面进行打磨处理以除去氧化膜，然后用丙酮清洗打磨后的铜片和钼片，冷风吹干备用；单个所述铜片的厚度为0.26mm，单个所述钼片的厚度为0.45mm；
步骤二、将步骤一中清洗后的铜片和钼片交替叠合铺层，得到多层结构板，然后将所述多层结构板放入组合模具中；所述多层结构板的层数为9层，所述多层结构板的最外层均为铜片，所述铜片和所述钼片均为直径为20mm的圆片；如图1所示，组合模具包括中空结构的石墨外模1，石墨外模1的上端安装有上压头2，石墨外模1的下端安装有下压头3，所述上压头2、下压头3和石墨外模1内壁之间形成用于放置多层结构板的模腔4，模腔4的形状和尺寸均与所述多层结构板的形状和尺寸相匹配，上压头2和下压头3均由碳化硅材料制成；
步骤三、将步骤二中装有多层结构板的组合模具放入等离子活化烧结炉中，调节所述等离子活化烧结炉的真空度为8Pa，电流密度为450A/cm2，轴向压力为85MPa，在烧结温度为900℃的条件下将多层结构板烧结处理12min，待等离子活化烧结炉中的温度降至室温后除去轴向压力，脱模后得到铜钼多层复合材料。
本实施例制备的铜钼多层复合材料中钼的体积百分含量为58.1％，垂直层方向热导率为212W/m·k，热膨胀系数为8.09×10-6K-1，剥离强度为68.90N/cm。
实施例5
步骤一、用砂纸分别将2个铜片和1个钼片的表面进行打磨处理以除去氧化膜，然后用丙酮清洗打磨后的铜片和钼片，冷风吹干备用；单个所述铜片的厚度为0.65mm，所述钼片的厚度为1.8mm；
步骤二、将步骤一中清洗后的铜片和钼片交替叠合铺层，得到多层结构板，然后将所述多层结构板放入组合模具中；所述多层结构板的层数为3层，所述多层结构板的最外层均为铜片，所述铜片和所述钼片均为直径为5mm的圆片；如图1所示，组合模具包括中空结构的石墨外模1，石墨外模1的上端安装有上压头2，石墨外模1的下端安装有下压头3，所述上压头2、下压头3和石墨外模1内壁之间形成用于放置多层结构板的模腔4，模腔4的形状和尺寸均与所述多层结构板的形状和尺寸相匹配，上压头2和下压头3均由碳化硅材料制成；
步骤三、将步骤二中装有多层结构板的组合模具放入等离子活化烧结炉中，调节所述等离子活化烧结炉的真空度为5Pa，电流密度为500A/cm2，轴向压力为75MPa，在烧结温度为1000℃的条件下将多层结构板烧结处理10min，待等离子活化烧结炉中的温度降至室温后除去轴向压力，脱模后得到铜钼多层复合材料。
本实施例制备的铜钼多层复合材料中钼的体积百分含量为58.1％，垂直层方向热导率为219W/m·k，热膨胀系数为7.11×10-6K-1，剥离强度为65.53N/cm。
实施例6
步骤一、用砂纸分别将3个铜片和2个钼片的表面进行打磨处理以除去氧化膜，然后用丙酮清洗打磨后的铜片和钼片，冷风吹干备用；3个所述铜片的厚度分别为0.8mm、0.1mm和0.3mm，2个所述钼片的厚度分别为0.3mm和0.5mm；
步骤二、将步骤一中清洗后的铜片和钼片交替叠合铺层，得到多层结构板，然后将所述多层结构板放入组合模具中；所述多层结构板的层数为5层，所述多层结构板的最外层均为铜片，按照铺层时的交替叠合次序，多层结构板中铜片和钼片的厚度依次为0.8mm、0.3mm、0.1mm、0.5mm和0.3mm，所述铜片和所述钼片均为直径为30mm的圆片；如图1所示，组合模具包括中空结构的石墨外模1，石墨外模1的上端安装有上压头2，石墨外模1的下端安装有下压头3，所述上压头2、下压头3和石墨外模1内壁之间形成用于放置多层结构板的模腔4，模腔4的形状和尺寸均与所述多层结构板的形状和尺寸相匹配，上压头2和下压头3均由碳化硅材料制成；
步骤三、将步骤二中装有多层结构板的组合模具放入等离子活化烧结炉中，调节所述等离子活化烧结炉的真空度为7Pa，电流密度为480A/cm2，轴向压力为90MPa，在烧结温度为980℃的条件下将多层结构板烧结处理16min，待等离子活化烧结炉中的温度降至室温后除去轴向压力，脱模后得到铜钼多层复合材料。
本实施例制备的铜钼多层复合材料中钼的体积百分含量为40％，垂直层方向热导率为220W/m·k，热膨胀系数为7.02×10-6K-1，剥离强度为69.50N/cm。
实施例7
步骤一、用砂纸分别将2个铜片和1个钼片的表面进行打磨处理以除去氧化膜，然后用丙酮清洗打磨后的铜片和钼片，冷风吹干备用；单个所述铜片的厚度为0.3mm，所述钼片的厚度为0.9mm；
步骤二、将步骤一中清洗后的铜片和钼片交替叠合铺层，得到多层结构板，然后将所述多层结构板放入组合模具中；所述多层结构板的层数为3层，所述多层结构板的最外层均为铜片，所述铜片和所述钼片均为直径为25mm的圆片；如图1所示，组合模具包括中空结构的石墨外模1，石墨外模1的上端安装有上压头2，石墨外模1的下端安装有下压头3，所述上压头2、下压头3和石墨外模1内壁之间形成用于放置多层结构板的模腔4，模腔4的形状和尺寸均与所述多层结构板的形状和尺寸相匹配，上压头2和下压头3均由碳化硅材料制成；
步骤三、将步骤二中装有多层结构板的组合模具放入等离子活化烧结炉中，调节所述等离子活化烧结炉的真空度为11Pa，电流密度为400A/cm2，轴向压力为100MPa，在烧结温度为1000℃的条件下将多层结构板烧结处理13min，待等离子活化烧结炉中的温度降至室温后除去轴向压力，脱模后得到铜钼多层复合材料。
本实施例制备的铜钼多层复合材料中钼的体积百分含量为60％，垂直层方向热导率为218W/m·k，热膨胀系数为6.62×10-6K-1，剥离强度为68.56N/cm。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种快速制备铜钼多层复合材料的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将铜片和钼片的表面进行打磨处理以除去氧化膜，然后用丙酮清洗打磨后的铜片和钼片，冷风吹干备用；单个所述铜片的厚度为0.1mm～0.65mm，单个钼片的厚度为0.24mm～1.8mm；
步骤二、将步骤一中清洗后的铜片和钼片交替叠合铺层，得到多层结构板，然后将所述多层结构板放入组合模具中；所述多层结构板的层数至少为三层，所述多层结构板的最外层均为铜片，所述组合模具包括中空结构的石墨外模(1)，石墨外模(1)的上端安装有上压头(2)，石墨外模(1)的下端安装有下压头(3)，所述上压头(2)、下压头(3)和石墨外模(1)内壁之间形成用于放置多层结构板的模腔(4)，模腔(4)的形状和尺寸均与所述多层结构板的形状和尺寸相匹配；
步骤三、将步骤二中装有多层结构板的组合模具放入等离子活化烧结炉中，调节所述等离子活化烧结炉的真空度为5Pa～15Pa，电流密度为300A/cm2～500A/cm2，轴向压力为50MPa～100MPa，在烧结温度为800℃～1000℃的条件下将多层结构板烧结处理10min～17min，待等离子活化烧结炉中的温度降至室温后除去轴向压力，脱模后得到铜钼多层复合材料。
2.按照权利要求1所述的一种快速制备铜钼多层复合材料的方法，其特征在于，步骤二中所述层数为3～15层。
3.按照权利要求1所述的一种快速制备铜钼多层复合材料的方法，其特征在于，步骤二中所述多层结构板中钼的体积百分含量为40％～60％。
4.按照权利要求3所述的一种快速制备铜钼多层复合材料的方法，其特征在于，所述多层结构板中所用铜片的厚度均相等，所用钼片的厚度均相等，单个所述铜片与单个所述钼片的厚度比为1:(1～3)。
5.按照权利要求1所述的一种快速制备铜钼多层复合材料的方法，其特征在于，步骤二中所述上压头(2)和下压头(3)均由碳化硅材料制成。
6.按照权利要求1所述的一种快速制备铜钼多层复合材料的方法，其特征在于，步骤三中所述真空度为8Pa～12Pa，所述电流密度为380A/cm2～450A/cm2，所述轴向压力为75MPa～100MPa，所述烧结温度为900℃～1000℃，所述烧结时间为12min～15min。
7.按照权利要求5所述的一种快速制备铜钼多层复合材料的方法，其特征在于，所述真空度为10Pa，电流密度为450A/cm2，轴向压力为100MPa，烧结温度为950℃，烧结时间为15min。
CN201410172037.2A 2014-04-25 2014-04-25 一种快速制备铜钼多层复合材料的方法 Expired - Fee Related CN104014921B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410172037.2A CN104014921B (zh) 2014-04-25 2014-04-25 一种快速制备铜钼多层复合材料的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410172037.2A CN104014921B (zh) 2014-04-25 2014-04-25 一种快速制备铜钼多层复合材料的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104014921A true CN104014921A (zh) 2014-09-03
CN104014921B CN104014921B (zh) 2016-04-27

Family

ID=51432075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410172037.2A Expired - Fee Related CN104014921B (zh) 2014-04-25 2014-04-25 一种快速制备铜钼多层复合材料的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104014921B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105946312A (zh) * 2016-06-24 2016-09-21 佛山华智新材料有限公司 一种多层金属快速复合工艺
CN107096987A (zh) * 2017-03-22 2017-08-29 华南理工大学 一种基于脉冲电流处理的金属棒材快速扩散焊接方法
CN109334162A (zh) * 2018-08-23 2019-02-15 长沙升华微电子材料有限公司 一种多层结构的假合金复合材料及其制备方法和应用
CN112091211A (zh) * 2020-08-20 2020-12-18 上海交通大学 一种扩散多元节的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102335793A (zh) * 2010-07-22 2012-02-01 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 不锈钢与氧化铝陶瓷的连接方法及制得的连接件
CN102335792A (zh) * 2010-07-22 2012-02-01 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 碳钢与氧化锆陶瓷的连接方法及制得的连接件
CN102371719A (zh) * 2011-08-29 2012-03-14 西北有色金属研究院 一种铜/钼/铜层状复合金属材料的制备方法
CN102941441A (zh) * 2012-11-02 2013-02-27 中南大学 一种高结合强度高精度铜-钼-铜叠层复合材料制备方法
CN103402690A (zh) * 2011-03-02 2013-11-20 株式会社拓科浩 滑动构件的制造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102335793A (zh) * 2010-07-22 2012-02-01 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 不锈钢与氧化铝陶瓷的连接方法及制得的连接件
CN102335792A (zh) * 2010-07-22 2012-02-01 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 碳钢与氧化锆陶瓷的连接方法及制得的连接件
CN103402690A (zh) * 2011-03-02 2013-11-20 株式会社拓科浩 滑动构件的制造方法
CN102371719A (zh) * 2011-08-29 2012-03-14 西北有色金属研究院 一种铜/钼/铜层状复合金属材料的制备方法
CN102941441A (zh) * 2012-11-02 2013-02-27 中南大学 一种高结合强度高精度铜-钼-铜叠层复合材料制备方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105946312A (zh) * 2016-06-24 2016-09-21 佛山华智新材料有限公司 一种多层金属快速复合工艺
CN107096987A (zh) * 2017-03-22 2017-08-29 华南理工大学 一种基于脉冲电流处理的金属棒材快速扩散焊接方法
CN109334162A (zh) * 2018-08-23 2019-02-15 长沙升华微电子材料有限公司 一种多层结构的假合金复合材料及其制备方法和应用
CN109334162B (zh) * 2018-08-23 2021-08-13 长沙升华微电子材料有限公司 一种多层结构的假合金复合材料及其制备方法和应用
CN112091211A (zh) * 2020-08-20 2020-12-18 上海交通大学 一种扩散多元节的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104014921B (zh) 2016-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110065272B (zh) 石墨层叠体、石墨层叠体的制造方法、热传输用构造物以及棒状热传输体
JP5918008B2 (ja) 冷却器の製造方法
JP6100605B2 (ja) 多層クラッド材の製造方法
CN104014921B (zh) 一种快速制备铜钼多层复合材料的方法
WO2015096453A1 (zh) 导热复合材料片及其制作方法
CN102941702B (zh) 一种Cu-MoCu-Cu三层复合板材的熔渗制备方法
CN105841535A (zh) 分段式复合结构平板传热管及其制备方法
CN113664063B (zh) 一种铜钼铜层状复合材料的制备方法
CN102922828A (zh) 铜箔键合陶瓷基板的复合板及其制备方法
CN109133966B (zh) 一种层状梯度石墨膜/铝复合材料的制备方法
CN104588620A (zh) 一种钨铜模块的制备方法
CN113976882B (zh) 一种导热复合材料制备方法
CN114214552A (zh) 一种金刚石制品及其制造方法
CN102959702A (zh) 电子部件用冷却装置及其制造方法
CN104776742A (zh) 超薄热管用复合吸液芯及其制造方法
CN105916291B (zh) 一种高密度互联印刷电路板的制作方法
CN104625623A (zh) 一种制备Cu-W/Cu-Cu复合板材的方法
CN201699011U (zh) Igbt模块用低热阻陶瓷覆铜板
CN114045410B (zh) 一种多层钼铜热沉复合材料的制备方法
CN114000004B (zh) 一种导热复合材料制备方法
JP6821409B2 (ja) 金属−炭素粒子複合材の製造方法
CN115595531A (zh) 一种三明治结构的石墨-铜-石墨散热膜及其制备方法
CN114406260B (zh) 一种高可靠性cpc复合材料的生产工艺
WO2016086892A1 (zh) 金属层积连接电路及其制备方法
CN110564376B (zh) 一种用于热管理的复合材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160427

Termination date: 20170425

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee