一种Cu/石墨烯薄膜层状复合材料及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115534494A(43)申请公布日2022.12.30(21)申请号202211253038.0B32B15/20(2006.01)(22)申请日2022.10.13B32B15/04(2006.01)B32B9/00(2006.01)(71)申请人合肥工业大学B32B9/04(2006.01)地址230009安徽省合肥市屯溪路193号B32B3/24(2006.01)(72)发明人罗来马孙箫远马冰吴玉程B32B33/00(2006.01)刘东光昝祥(74)专利代理机构合肥信诚兆佳知识产权代理事务所(特殊普通合伙)34159专利代理师裴爽(51)Int.Cl.B32B38/04(2006.01)B32B38/16(2006.01)B32B37/06(2006.01)B32B37/10(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种Cu/石墨烯薄膜层状复合材料及其制备方法(57)摘要本发明涉及高导热铜基电子封装材料技术领域，公开了一种Cu/石墨烯薄膜层状复合材料的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：步骤一：将铜箔、钛箔、石墨烯薄膜加工成直径30mm的圆片，然后使用打孔器在圆片上打孔；将上述打孔后的圆片在盐酸溶液中进行超声酸洗，然后用无水乙醇洗涤后，在烘干箱里进行烘干；步骤二：将步骤一所制得的圆片按照Cu‑Ti‑GN‑Ti的顺序进行装模；步骤三：步骤二中的模具提前预压10MPa后，置于烧结炉腔，进行烧结。本发明中层状材料选用Cu作为骨架保证了材料具有一定的强度，Cu和石墨烯一起作为散热主体，使得层状材料的导热系数远高于纯铜。同时因为石墨烯密度低，仅为纯铜的十分之一，降低了层状材料的密度，适合轻量化生产。CN115534494ACN115534494A权利要求书1/1页1.一种Cu/石墨烯薄膜层状复合材料的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：步骤一：将铜箔、钛箔、石墨烯薄膜加工成直径30mm的圆片，然后使用打孔器在圆片上打孔；为了清除表面的杂质以及氧化物，将上述打孔后的圆片在盐酸溶液中进行超声酸洗，然后用无水乙醇洗涤后，在烘干箱里进行烘干；步骤二：将步骤一所制得的圆片按照Cu‑Ti‑GN‑Ti的顺序进行装模，然后用铜粉将GN中的孔洞填满；步骤三：步骤二中的模具提前预压10MPa后，置于烧结炉腔，设置烧结程序，进行烧结，在真空条件下完成层状复合材料的制备。2.如权利要求1所述的xx装置，其特征在于，在所述步骤一中，铜箔，钛箔，石墨烯薄膜的厚度分别为100um、50um、50um，石墨烯上圆孔的直径5mm，盐酸的浓度20vol％。3.如权利要求1所述的一种Cu/石墨烯薄膜层状复合材料的制备方法，其特征在于，所述烘干箱温度60℃，烘干时间30min。4.如权利要求1所述的一种Cu/石墨烯薄膜层状复合材料的制备方法，其特征在于，所述材料与模具之间，需要有碳纸分隔，以方便后续脱模，且铜粉的粒径为5‑25um。5.如权利要求1所述的一种Cu/石墨烯薄膜层状复合材料的制备方法，其特征在于，在所述步骤三中，烧结程序为：样品从常温以100℃/min的升温速率升到600℃，保温5min，随后以100℃/min的升温速率升温到900℃，保温5min，然后开始降温，在600℃‑900℃的升温阶段，压力从50MPa增加到100MPa，降温阶段，在500℃之前，通过控制电流大小，降温速率维持在10℃/min，然后随炉冷却。6.一种Cu/石墨烯薄膜层状复合材料，其特征在于，其利用如权利要求1‑5任一所述的制备方法制得。2CN115534494A说明书1/3页一种Cu/石墨烯薄膜层状复合材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及高导热铜基电子封装材料技术领域，尤其涉及一种Cu/石墨烯薄膜层状复合材料及其制备方法。背景技术[0002]随着信息时代的快速发展，电子设备与人们生活的联系更加紧密，各种电子元器件的运行功率越来越高，这必然提高电路发热量，这可能会导致电子元器件的失效，同时温度分布不均匀可能会导致噪音过大。据文献表明，半导体的工作温度每升高10℃，器件失效的几率就会增加3倍。与此同时，电子设备的使用化境也变得多样，需要保证电子产品在不同的温度湿度下都能够正常运行，电子封装在电子元器件中显得更加重要。[0003]通常，理想的电子封装材料具有以下性能：[0004]1.较低的CTE值。电子封装材料必须要与半导体电子元器件的热膨胀系数能够匹配，当两者出现较大差异时，在高温下容易产生内应力，从而导致芯片损坏。[0005]2.导热性能优异。封装材料被要求能够及时将器件运行产生的热量传导出去，防止芯片因热量过高而失效。[0006]3.气密性好。能够有效阻止辐照、潮湿、以及粒子带来的