金刚石/金属基高导热复合材料
发布时间:2012-03-13 06:07
作者:互联网
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基于
金刚石所具有的高导
热、低膨胀系数、低
密度等优异物理性能,近年来正在兴起以工业
金刚
石颗粒作为增强体的
金属基高导热复合材料。人造金刚石的
成本逐渐降低,使得金刚石与传统的金属
散热材料合成新型散热材料具有了可行性。这种材料作为新型散热材料显示出十分重要的应用前景。随着微电子集成技术的飞速进展,电子部件的设计和
生产不断向小型化、轻量化、紧凑化、高效化的方向发展。电子部件的
功率密度越来越高,导致运行过程中产生大量的热量,这些热量若不及时排除,将会严重影响电子器部件的
工作稳定性和安全
可靠性。使用
导热性能优异的热
管理材料作为热沉或
散热器件可以大幅度降低器件的内部和表面温度,同时也可高效、
经济地利用热量,具有重要的实际意义传统金属散热材料以Ag、Cu、Al为基,虽然加工性能好、
热导率高,但热膨胀系数大,若用于电子封装,受热后膨胀容易引发循环热
应力致使元件损坏。将金刚石作为增强相与
银、
铜、
铝复合,从而将金属基体优良的导热性能与增强体低膨胀、低密度的特性相结合,可大幅度提升材料的热导率,
保证封装器件具有优异的热耗散性,获得与衬底相匹配的低热膨胀系数,大大降低银基、铜基复合材料的密度,获得较高的弹性模量,有利于减小变形,提高封装器件的密封性能。另一方面,与纯金刚石
相比,则大大提高了材料的可加工性,降低了成本,在许多领域可在很大程度上替代造价昂贵、加工困难的CVD金刚石厚膜。目前,正在研究开发的有:金刚石/铝复合材料,金刚石/铜复合材料,金刚石/银复合材料。铝基复合材料密度小,对于航天航空电子仪表封装用材料、地面通讯或便携式移动通讯电子设备等对密度有一定要求的场合,金刚石/铝复合材料具有很强的吸引力。铜金属高的热导率和低廉的
价格,使金刚石/铜复合材料成为目前国际上研究
范围最广、成果最为突出的高导热金刚石/金属基复合材料,例如,用超高压法在1150℃/4.5GPa条件下制备而成的金刚石/铜复合材料,具有超高导热性能,其热导率达到742W/(m·K)。银在金属中具有最高的导电率和导热性,有相当高的比阻,良好的塑性和加工性,可冲制成各种形状的复杂零件,且是很好的引线框架材料。在大气条件下银不易氧化、不分解、长效、易保存。金刚石/银复合材料这些优异的导热导电综合性能,使之可用于制备对导热和
导电性能有双重高要求的器件、设备,具有无限的发展潜力和应用前景。近年来,由于实际应用对高导热材料
需求的紧迫性,国内外已相继加大对金刚石/金属基复合材料的研发力度,并已进入
商业化进程,市场前景良好。(一员)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。