[發明專利]熱管理用CPC層狀復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 202310597072.8
• 申請日: 2023-05-25
• 公開（公告）號: CN116619853A
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 陳文革;姚福興;馬江江;周新文;任寶江
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: B32B15/01
• 分類號: B32B15/01;B32B15/20;B32B15/18;B32B15/00;B32B33/00;B32B37/00;B32B37/10;B32B38/00;H05K7/20;B22F7/04;B22F1/00;B22F1/17;B22F3/10
• 代理公司: 北京盛詢知識產權代理有限公司 11901
• 代理人: 馬文巧

本發明公開了熱管理用CPC層狀復合材料的制備方法，屬于復合板材制備技術領域。本發明的熱管理用CPC層狀復合材料包括包覆外層和夾心層；所述包覆外層為銅板，夾心層為鉬銅合金。本發明的熱管理用CPC層狀復合材料熱導率高、界面結合強度高、芯層組織均勻，不易出現分層和邊裂現象。

技術領域

本發明涉及復合板材制備技術領域，特別是涉及熱管理用CPC層狀復合材料的制備方法。

背景技術

隨著近年來電子電力技術的飛速發展，集成電路的集成度也日益提高，目前，集成電路的布線寬度已達到3納米。集成度的提高無疑可以減小電子產品體積，提高芯片算力。但在提高使用性能的同時，直接導致的問題就是電子產品在使用過程中的散熱量急劇增加，且散熱空間不斷減小，導致產品因高溫而出現卡頓甚至是熱失效等現象。因此，對電子產品的散熱性能提出了更高的要求。電子封裝材料作為電子產品散熱的核心，在電子產品的散熱過程中起著決定性作用，高性能的電子封裝散熱材料也成為解決上述問題的關鍵。

Cu/MoCu/Cu層狀復合材料(CPC)是一種具有類似“三明治”結構的層狀復合材料，復合板兩側為厚度相同的銅板層，中間芯材是鉬銅層。板層厚度比例為1:4:1的CPC復合板具有與陶瓷硅片相近的熱膨脹系數，為此，作為封裝基板的CPC復合板與芯片可形成可靠連接。作為第三代電子封裝材料，其優異的綜合性能可滿足尖端電子設備的使用要求，目前已經在4G、5G及其他大功率器件中得到廣泛應用。

對于CPC層狀復合材料的制備，目前常采用的制備方法有：直接軋制復合法、熱壓-軋制復合法、包覆軋制復合法等，但采用以上方法生產的CPC復合板常出現芯材鉬銅軋制易開裂、層間界面彎曲、兩側銅板變形不均勻、界面結合強度較低等缺陷，使得復合板的成品率較低。

發明內容

本發明的目的是提供熱管理用CPC層狀復合材料的制備方法，以解決上述現有技術存在的問題。本發明以銅包覆鉬粉為鉬銅芯材原料并結合立式整體熔滲及疊層軋制技術制備得到了一種Cu/MoCu/Cu層狀復合材料(CPC層狀復合材料)，解決了現有方法制備的Cu/MoCu/Cu層狀復合材料界面結合強度低，芯層組織不均勻，板層變形不協調，易出現分層現象的問題，所制備的材料抗拉強度為500～600MPa，熱導率為220～300W/(m·K)，電導率為50～68％IACS，層板變形較為均勻，未出現明顯的彎曲和分層。

本發明的制備方法成品率高，同時可以減少板材缺陷，制備得到的CPC層狀復合材料熱導率較高。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明的技術方案之一：熱管理用CPC層狀復合材料，所述熱管理用CPC層狀復合材料包括包覆外層和夾心層；所述包覆外層為銅板，夾心層為鉬銅合金。

進一步地，所述夾心層和每層包覆外層的厚度比為(1～4):1；所述銅板為無氧銅板。

層板厚度計算：

根據Cu板和MoCu合金(鉬銅合金)的屈服強度(見表1)確定Cu板和MoCu生坯的厚度，通過強度比確定各層板變形量之比，并結合CPC產品各層板厚度比及成品厚度確定軋制后Cu板和MoCu板的厚度，隨后根據形變比確定Cu板和MoCu板的變形量，即可確定層板的初始厚度，具體計算公式如下：

ε_MoCu＝δ_MOCu-t_MoCu??????????????????????????(2)

ε_Cu＝δ_Cu-t_Cu???????????????????????????????(3)