一种铜钼铜层状复合材料的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102527747A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102527747A(43)申请公布日2012.07.04(21)申请号201210040115.4(22)申请日2012.02.22(71)申请人上海大学地址200444上海市宝山区上大路99号(72)发明人朱玉斌侯培岩郑逸锋孙艳涛田军强杨珺黄芯颖侯占杰(74)专利代理机构上海上大专利事务所(普通合伙)31205代理人顾勇华(51)Int.Cl.B21B47/00(2006.01)B21B15/00(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图55页(54)发明名称一种铜钼铜层状复合材料的制备方法(57)摘要本发明涉及一种铜钼铜层状复合材料的制备方法，属异种金属连接技术领域。本发明的主要特征是将粉末冶金制得的钼板和铜板材轧制成不同厚度，高温退火去除内应力，再将不同厚度比的钼板和铜板材进行表面打磨清洗，烘干后层叠放入氢气隧道炉中，在高温和一定压力的作用下复合成层状复合板材。本发明相对于传统钼铜复合板材所采用的爆炸复合或轧制复合方法，环境更加安全，加工流程更加简单、环保，可以准确保证钼板和铜板之间的厚度比例，并能够得到良好复合界面的层状复合材料，可作为一种电子封装材料或热沉材料应用于电子信息技术领域。CN102574ACN102527747A权利要求书1/1页1.一种铜钼铜层状复合材料的制备方法，其特征在于该方法具有以下的制备过程：a.将粉末冶金制得的钼板材轧制至需要的厚度，进行高温退火处理，退火温度为800~950℃，去除板材中的内应力；b.根据设计所要达到铜钼铜的厚度比，将紫铜板材轧制至所需要的厚度，进行高温退火处理，退火温度为800~900℃，去除板材中的内应力；c.将两块铜板和一块钼板依据需要的尺寸裁成同样大小；d.用细砂纸打磨铜板表面，去除表面的氧化层；e.将所得板材放入工业去脂液中，浸泡5分钟，取出擦净，用乙醇再次清洗，烘干；f.将钼板和铜板交替叠加，加载压块，加载压力为20~100Kpa；g.将层叠板材推入氢气炉中加热，升温速率约为5℃/s，保温温度为850~1050℃，保温时间为60~100分钟；h.产品随炉冷却，冷却过程中产品一直保持在氢气氛中，冷却到低于100℃后取出。2CN102527747A说明书1/3页一种铜钼铜层状复合材料的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种CMC（铜钼铜）层状复合材料的制备方法，属于异种金属连接技术领域。本发明制得的层状复合材料可作为一种电子封装材料或热沉材料应用于电子信息技术领域。背景技术[0002]Cu具有高的导电和导热性能，广泛应用于电子封装领域，但是由于其热膨胀系数过大，与很多半导体材料不匹配，可能造成产品结构或功能方面的缺陷。Mo的热膨胀系数低，导热导电性良好，将其与Cu复合制成的CMC（铜钼铜）层状复合材料集两者优点于一体，导热导电性能比传统的纯钼材料有较大提高，并且可以通过改变Cu、Mo、Cu厚度比，同一些关键的电子材料，如硅、砷化镓、氧化铝、氧化铍、氮化铝相匹配，备受电子产业的青睐。[0003]特别是在电子技术高速发展的今天，半导体集成电路的应用密度越来越大，电子技术向着高密度、大功率、小型化和高性能、高可靠性的方向发展，CMC层状复合材料在HB-LED，多基片组基板材料，热沉散热，雷达航空航天等领域，有着广泛的应用前景。[0004]目前制造CMC层状复合材料的方法主要有爆炸复合法和轧制复合法。但是爆炸复合的危险性高，对周围环境影响大，制品质量粗糙机械性能差，需要后续加工处理。轧制复合法获得的CMC层状材料界面质量较好，但是由于Cu和Mo的物理机械性能差异较大，钼板会产生开裂和分层；而且由于钼和铜的轧制力不同，很难得到理想的厚度比例，这也影响了产品质量。[0005]为了解决上述问题，本发明采用高温固相复合方法制备了CMC（铜钼铜）层状复合材料，利用载块压力将高温下软化的铜压入钼表面的沟壑中；持续高温提供的激活能，导致钼铜表面原子原本撕裂的弱化学键，克服势垒，产生原子间电子相互作用，形成牢固的金属键，得到良好的复合界面。发明内容[0006]本发明的目的在于提供一种适用于电子封装，热沉散热元件的复合材料。[0007]本发明是一种CMC（铜钼铜）层状复合材料的制备方法，其特征在于具有以下的制备过程和步骤：a.将粉末冶金制得的钼板材轧制至需要的厚度，进行高温退火处理，退火温度为800~900℃，去除板材中的内应力；b.根据设计所要达到CMC的厚度比，将紫铜板材轧制至所需要的厚度，进行高温退火处理，退火温度为800~950℃去除板材中的内应力；c.将两块铜板和一块钼板依据需要的尺寸裁成同样大小；d.用细砂纸打磨铜板表面，去除表面的氧化层；