[发明专利]一种石墨在制备芯片散热热沉材料中的应用

说明书

本发明涉及芯片散热热沉材料技术领域，尤其涉及一种石墨在制备芯片散热热沉材料中的应用，采用特定工艺对石墨进行加工处理，使其用于芯片散热热沉衬底材料，石墨的晶体片层结构决定了其在水平向上的导热系数非常高，热容值非常低，没有热量累积现象，能够将热量快速传导给周围物质，包括空气，且石墨制备工艺加单、成本低廉。

技术领域

本发明涉及芯片散热热沉材料技术领域，尤其涉及一种石墨在制备芯片散热热沉材料中的应用。

背景技术

功率器件核心芯片的热量累计，一直是困扰芯片发展的一个难题，比如通信用波形放大器芯片和半导体激光器芯片，伴随着芯片体积越来越小，注入功率越来越大，比如说在4*2*1mm的芯片体积内，60A*1.5V的功率注入，形成功率密度高、热量集中的现象，影响芯片使用性能及寿命。

现阶段解决这一问题的主要方式为：将芯片粘接或者钎焊焊接在散热热沉材料上，主要采用的热沉材料为砷化镓、紫铜、蓝宝石、氮化铝等材料的热沉衬底，然而，这些材料并不能更好地解决随着芯片注入能量越来越大而带来的热量累积问题，另一方面，现阶段还采用石墨烯来解决芯片的热量累积问题，但是由石墨制备石墨烯工艺复杂且成本昂贵。

因此，有必要进行研究开发，以解决现有散热热沉衬底材料不能解决随着芯片注入能量加大而带来热量累积问题的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨在制备芯片散热热沉材料中的应用，采用特定工艺对石墨进行加工处理，使其用于芯片散热热沉衬底材料，解决了现有散热热沉衬底材料不能解决随着芯片注入能量加大而带来热量累积问题的缺陷。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

石墨在制备芯片散热热沉衬底材料中的应用。

进一步地，所述芯片为有源功率芯片。

进一步地，所述石墨的制备工艺如下：

步骤一、真空烧结型材：在真空烧结炉内将石墨碳粉烧结压制成型，所述真空烧结炉烧结压制条件为：真空度≤-75KPa，温度≥2200℃，压力≥600MPa；

步骤二、浸渍：对真空烧结压制成型的石墨型材采用具有粘接性质的填充料和胶料或者金属材料进行浸渍处理，所述浸渍条件为：在惰性气体保护下，温度大于填充料和胶料或者金属材料的熔点温度，压力为280～380KG/CM²；

步骤三、机械加工：将石墨型材通过机械加工的方式加工成所需的形状；

步骤四、粘接面金属化：将机械加工后的石墨型材通过表面镀层金属化工艺对其粘接面进行金属化处理。

进一步地，所述步骤二中，采用紫铜对石墨型材进行浸渍处理。

进一步地，所述芯片充胶封装时，所述石墨的制备工艺省略所述步骤二。

进一步地，所述芯片不需要焊接时，所述石墨的制备工艺省略所述步骤四。

相较于现有技术，本发明采用特定工艺对石墨进行加工处理，使其用于芯片散热热沉衬底材料，石墨的晶体片层结构决定了其在特定方向上的导热系数非常高，热容值非常低，没有热量累积现象，能够将热量快速传导给周围物质，包括空气，且石墨制备工艺简单、成本低廉。

具体实施方式

为了更充分理解本发明的技术内容，下面结合具体实施例对本发明的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

本发明提供一种石墨在制备芯片散热热沉材料中的应用，用石墨作为芯片的散热热沉衬底材料，石墨的晶体片层结构决定了其在特定方向上的导热系数非常高，热容值非常低，没有热量累积现象，能够将热量快速传导给周围物质，包括空气，具体地，所述石墨对比现阶段主要散热热沉衬底材料的性能列表如下：