复合材料及制备方法以及电子元件与流程

    专利查询2026-02-25  5


    本申请涉及金属材料,特别是涉及一种复合材料及制备方法以及电子元件。


    背景技术:

    1、随着电子信息技术的发展,电子元件在使用期间热流密度不断增加,对于电子元件中复合材料的散热效果需求逐渐增加。常用的具有高导热率1200~2000w/mk以及低热膨胀系数仅为2.3×10-6/k的金刚石,是一种理想的热管理填充材料;铜的导热率为397w/mk,热膨胀系数约为17.2×10-6/k,是一种常用的导热基材;因此铜-金刚石材料在导热领域有较大的应用前景

    2、传统方法制备的铜-金刚石的样品成型后,其均存在表面裸露的金刚石。由于金刚石不导电的物理特性,一般通过在铜-金刚石表面制备金属镀层例如金属铜层以提高电镀性能,但是裸露的金刚石与金属镀层之间会出现导致漏镀或镀层结合力不够以及出现粗糙度增加的情况,最终导致导热材料的热导率明显下降以及粗糙度增加。


    技术实现思路

    1、基于此,有必要提供一种兼具较高热导率以及较低粗糙度的复合材料及制备方法以及电子元件。

    2、本申请提供一种复合材料,包括基材以及包覆于所述基材表面的过渡层,所述过渡层包括第一金属层以及第二金属层;

    3、其中,所述第一金属层设置于所述基材以及所述第二金属层之间,所述基材的材料包括金刚石金属复合材料,所述第一金属层的材料包括钛单质以及铬单质中的一种或两种,所述第二金属层的材料包括铜单质,所述过渡层与所述基材之间通过金属碳化物进行连接,所述金属碳化物包括碳化铬以及碳化钛中的一种或两种。

    4、在其中一个实施例中,所述金刚石金属复合材料包括金刚石-铜复合材料。

    5、在其中一个实施例中,所述金刚石金属复合材料中金刚石的体积百分含量为50%~70%。

    6、在其中一个实施例中,所述第一金属层的厚度小于或等于所述第二金属层的厚度。

    7、在其中一个实施例中,还包括设置于所述第二金属层远离所述第一金属层一侧的封层。

    8、在其中一个实施例中,所述封层包括金属镍层和金属金层中的一层或两层。

    9、本申请还提供一种如上述的复合材料的制备方法,包括以下步骤:

    10、提供基材,在所述基材表面上制备第一金属层以及第二金属层,退火;

    11、其中,所述过渡材料层包括第一金属材料层以及第二金属材料层,所述第一金属材料层设置于所述基材以及所述第二金属材料层之间,第一金属材料包括钛单质以及铬单质中的一种或两种,第二金属材料包括铜单质。

    12、在其中一个实施例中,满足以下一个或两个条件:

    13、(1)所述第一金属材料层的厚度为50nm~250nm;

    14、(2)所述第二金属材料层的厚度为100nm~500nm。

    15、在其中一个实施例中,制备所述过渡材料层的方法包括磁控溅射。

    16、进一步地,本申请还提供一种电子元件,包括如上述的复合材料或如上述的制备方法制得的复合材料。

    17、本申请提供的复合材料通过在基材表面利用特定材料的第一金属层以及第二金属层形成过渡层,两层金属层的设置以及形成的金属碳化物可以有效增强过渡层的金属层之间以及过渡层与基材之间的结合力,最终可以获得较高热导率以及较低粗糙度的复合材料。



    技术特征:

    1.一种复合材料,其特征在于,包括基材以及包覆于所述基材表面的过渡层,所述过渡层包括第一金属层以及第二金属层;

    2.如权利要求1所述的复合材料,其特征在于,所述金刚石金属复合材料包括金刚石-铜复合材料。

    3.如权利要求1或2所述的复合材料,其特征在于,所述金刚石金属复合材料中金刚石的体积百分含量为50%~70%。

    4.如权利要求1所述的复合材料,其特征在于,所述第一金属层的厚度小于或等于所述第二金属层的厚度。

    5.如权利要求1~2以及4任一项所述的复合材料,其特征在于,还包括设置于所述第二金属层远离所述第一金属层一侧的封层。

    6.如权利要求5所述的复合材料,其特征在于,所述封层包括金属镍层和金属金层中的一层或两层。

    7.一种如权利要求1~6任一项所述的复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

    8.如权利要求7所述的制备方法,其特征在于,满足以下一个或两个条件:

    9.如权利要求7或8所述的制备方法,其特征在于,制备所述过渡材料层的方法包括磁控溅射。

    10.一种电子元件,其特征在于,包括如权利要求1~6任一项所述的复合材料或如权利要求7~9任一项所述的制备方法制得的复合材料。


    技术总结
    本申请公开了一种复合材料及制备方法以及电子元件。复合材料包括基材以及包覆于基材表面的过渡层,过渡层包括第一金属层以及第二金属层;其中,第一金属层设置于基材以及所述第二金属层之间,基材的材料包括金刚石金属复合材料,第一金属层的材料包括钛单质以及铬单质中的一种或两种,第二金属层的材料包括铜单质,过渡层与所述基材之间通过金属碳化物进行连接,所述金属碳化物包括碳化铬以及碳化钛中的一种或两种。本申请提供的复合材料通过在基材上制备特定材料的第一金属层以及第二金属层,两层金属层的设置以及形成的纳米金属碳化物可以有效增强镀层之间以及镀层以及基材之间的结合力,最终可以获得较高热导率的复合材料。

    技术研发人员:曹刚
    受保护的技术使用者:佛山华智新材料有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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