[发明专利]半导体大功率器件用铜-钼铜-铜复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种半导体大功率器件用铜-钼铜-铜复合材料的制备方法，其特征是，依次包括如下步骤：⑴在石墨烯的表面化学镀铜，烘干后获得镀铜石墨烯粉末；⑵将纯铜粉、钼粉和镀铜石墨烯粉末混合均匀后，轧制成片状的钼铜生坯；⑶将纯铜粉与镀铜石墨烯粉末混合均匀后，轧制成片状的铜生坯；⑷将钼铜生坯烧结成型，得到钼铜烧结坯；⑸将钼铜烧结坯多次轧制，使其厚度变形量达到40%以上，获得致密的含石墨烯的钼铜合金；⑹在钼铜合金的上下表面各放一层铜生坯，然后烧结成型，随炉冷却后获得铜-钼铜-铜复合烧结坯；⑺将铜-钼铜-铜复合烧结坯进行双衬板冷轧成型，总厚度变形量控制在10～35%，得到铜-钼铜-铜复合终轧坯；⑻将铜-钼铜-铜复合终轧坯去应力退火，获得半导体大功率器件用铜-钼铜-铜复合材料。

2.根据权利要求1所述的半导体大功率器件用铜-钼铜-铜复合材料的制备方法，其特征是，步骤⑴中利用敏化剂和活化剂对石墨烯进行敏化、活化预处理后，在次磷酸钠溶液体系中获得表面均匀镀铜的石墨烯，所述次磷酸钠溶液体系包括硫酸铜15g/L、硫酸镍1g/L、次磷酸钠35g/L、柠檬酸钠10g/L、硼酸20g/L和氢氧化钠，且溶液初始pH值为12.5。

3.根据权利要求1所述的半导体大功率器件用铜-钼铜-铜复合材料的制备方法，其特征是，步骤⑴中将装有次磷酸钠溶液体系的容器置于超声振动机中，并在容器两侧平行放置两个电磁铁，次磷酸钠溶液体系的温度为60～85℃，所述超声振动机的超声频率为50～80kHz，超声功率密度为2.0W/cm²～5.0W/cm²，磁场的强度为0.5～1.5T。

4.根据权利要求1所述的半导体大功率器件用铜-钼铜-铜复合材料的制备方法，其特征是，步骤⑵和步骤⑶中均采用机械混合的方式将各粉末混合均匀，然后利用粉末轧机分别将混合粉末轧制成钼铜生坯和铜生坯；钼铜生坯中含有石墨烯的质量分数为0.05～0.5%，铜的质量分数为5～30%，其余为钼；铜生坯中含有石墨烯的质量分数为0.05～0.5%，其余为铜。

5.根据权利要求4所述的半导体大功率器件用铜-钼铜-铜复合材料的制备方法，其特征是，步骤⑴中石墨烯外周镀铜层的厚度为20～30nm，步骤⑵的钼铜生坯中含有质量分数为0.2～0.3%的石墨烯，且铜的质量分数为20%；步骤⑶的铜生坯中含有质量分数为0.2～0.4%的石墨烯。

6.根据权利要求1所述的半导体大功率器件用铜-钼铜-铜复合材料的制备方法，其特征是，步骤⑷中钼铜烧结坯在氢气保护气氛中烧结成型，烧结温度为1085～1100℃；步骤⑹中铜-钼铜-铜在氢气保护气氛中烧结成型，烧结温度为1080～1085℃，升温速率均为300～450℃/h，保温时间均为0.5～1小时。

7.根据权利要求1所述的半导体大功率器件用铜-钼铜-铜复合材料的制备方法，其特征是，步骤⑻中铜-钼铜-铜复合终轧坯的退火升温速率为150～200℃/h，退火温度为500～600℃，保温时间为1～2小时。

8.根据权利要求1所述的半导体大功率器件用铜-钼铜-铜复合材料的制备方法，其特征是，步骤⑹中烧结前，铜生坯的长度为钼铜生坯长度的1.1倍，铜生坯的宽度为钼铜生坯宽度的1.1倍，各层厚度比例为铜：钼铜：铜=1：（1～5）：1；步骤⑺中双衬板冷轧的轧制道次为2～4次。