[實用新型]制備金剛石-銅復(fù)合材料的活性釬焊裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520083186.1
• 申請日: 2015-02-06
• 公開（公告）號: CN204470750U
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張青科;龍偉民;馬力;鐘素娟;朱坤;裴夤崟;孫華為;丁天然;薛行雁;劉潔;張冠星
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州機(jī)械研究所
• 主分類號: B23K3/00
• 分類號: B23K3/00;B23K1/008;B23K3/08
• 代理公司: 鄭州異開專利事務(wù)所(普通合伙) 41114
• 代理人: 韓華

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及活性釬焊裝置，尤其是涉及一種制備金剛石-銅復(fù)合材料的活性釬焊裝置。

背景技術(shù)

隨著電子封裝的密度不斷提高，散熱成為一個突出問題。電子封裝的散熱材料要求具有高熱導(dǎo)率以及與半導(dǎo)體匹配的熱膨脹系數(shù)。單晶金剛石的熱導(dǎo)率可達(dá)2000?W·m^-1·K^-1，通過將金剛石和金屬材料進(jìn)行復(fù)合，可以獲得具有較好加工性能的復(fù)合材料，且可通過調(diào)整復(fù)合材料中金剛石和金屬的比例，獲得期望的熱導(dǎo)率和熱膨脹系數(shù)。目前采用高溫高壓燒結(jié)法制得的金剛石-銅復(fù)合材料中金剛石含量高、導(dǎo)熱性能不理想；放電等離子燒結(jié)法制備金剛石體積比較大的復(fù)合材料的技術(shù)又不太成熟，尚未用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)；雖然采用液態(tài)金屬浸滲法制得金剛石-銅復(fù)合材料的效果較好，但為使金剛石與銅形成良好的冶金結(jié)合，需要專用的合成裝備、金剛石原料、基體材料，以及適當(dāng)?shù)暮铣晒に噮?shù)，方法較為復(fù)雜且成本很高。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)成本低，得到的復(fù)合材料界面結(jié)合好的制備金剛石-銅復(fù)合材料的活性釬焊裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型可采取下述技術(shù)方案：

本實用新型所述的制備金剛石-銅復(fù)合材料的活性釬焊裝置，包括水冷爐體；所述水冷爐體的爐壁為帶有進(jìn)、出水口的中空結(jié)構(gòu)，在所述水冷爐體頂壁上設(shè)置有具有升降功能的懸掛裝置，石英坩堝通過所述懸掛裝置懸吊在所述水冷爐體內(nèi)腔中；在所述水冷爐體內(nèi)設(shè)置有電加熱裝置；置于所述水冷爐體外的抽真空裝置和充氣加壓裝置分別通過真空管和加壓管與水冷爐體內(nèi)腔相連通，在所述加壓管上設(shè)置有閥門。

????所述充氣加壓裝置包括惰性氣體瓶和設(shè)置在所述惰性氣體瓶內(nèi)的測壓裝置。

所述電加熱裝置為均衡環(huán)繞在靠近所述水冷爐體內(nèi)壁處的帶有溫度控制器的感應(yīng)線圈。

本實用新型優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、生產(chǎn)成本低，且得到的金剛石-銅復(fù)合材料的界面結(jié)合好，熱導(dǎo)率可達(dá)到480~500?W·m^-1·K^-1。^?????????

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型所述的制備金剛石-銅復(fù)合材料的活性釬焊裝置，包括水冷爐體1；水冷爐體1的爐壁為帶有進(jìn)、出水口2、3的中空結(jié)構(gòu)，在水冷爐體1頂壁上設(shè)置有具有升降功能的懸掛裝置4，石英坩堝5通過懸掛裝置4懸吊在水冷爐體1內(nèi)腔中；在水冷爐體1內(nèi)設(shè)置有電加熱裝置，該電加熱裝置為均衡環(huán)繞在靠近水冷爐體1內(nèi)壁處的帶有溫度控制器12的感應(yīng)線圈13；置于水冷爐體外的抽真空裝置6和充氣加壓裝置分別通過真空管7和加壓管8與水冷爐體1內(nèi)腔相連通，在加壓管8上設(shè)置有閥門9。本實用新型采用的充氣加壓裝置包括惰性氣體瓶10和設(shè)置在惰性氣體瓶10內(nèi)的測壓裝置11。

本實用新型的工作原理為：首先將金剛石顆粒進(jìn)行清洗、烘干，而后將其裝入石英坩堝5，用機(jī)械法將其壓至一定致密度，然后在其上面裝入活性銅合金；將石英坩堝5放入水冷爐體1中，使用懸掛裝置4使石英坩堝5懸吊在水冷爐體1內(nèi)腔中，其底面與水冷爐體1底面保持一定距離；用抽真空裝置6將水冷爐體1內(nèi)腔抽至真空，從進(jìn)水口2向水冷爐體1的爐壁中通冷卻水，感應(yīng)線圈13通電加熱，達(dá)到銅合金熔點后保溫5分鐘，向水冷爐體1內(nèi)腔中通入惰性氣體，加至5~10?MPa，同時減小感應(yīng)線圈13的感應(yīng)電流，使溫度保持在1100~1150oC，保溫5~25分鐘后關(guān)掉感應(yīng)線圈13的電流，加大水冷爐體1爐壁內(nèi)的冷卻水循環(huán)，將石英坩堝5降落到水冷爐體1的底部開始定向凝固，即可得到金剛石-銅復(fù)合材料。