[发明专利]一种自支撑金刚石膜/Cu复合热沉材料及其制备方法

权利要求书

1.一种自支撑金刚石膜/Cu复合热沉材料，其特征在于，包括自支撑金刚石膜、Cu基体和位于所述自支撑金刚石膜和所述Cu基体之间的复合层；所述复合层具有三层结构，所述复合层包括与所述自支撑金刚石膜相邻的Ag-Cu-Ti箔层、中间W箔层和与所述Cu基体相邻的Cu-TiH₂层；所述自支撑金刚石膜/Cu复合热沉材料的界面结合强度为20-40MPa；

所述自支撑金刚石膜/Cu复合热沉材料的制备方法，包括以下步骤：

在Cu基体表面均匀涂覆Cu-TiH₂膏，然后再依次放上W箔和Ag-Cu-Ti箔，最后放上自支撑金刚石膜，将整体放入真空炉中进行复合，得到所述自支撑金刚石膜/Cu复合热沉材料；

所述Ag-Cu-Ti箔中Ag、Cu和Ti的质量比为（67~71）：（25~27）：（2~8）；所述Cu-TiH₂膏中Cu的质量百分含量为70~80 %，TiH₂的质量百分含量为20~30 %；

Ag-Cu-Ti和Cu-TiH2与W之间润湿性好，但不发生溶解和扩散及界面反应。

2.根据权利要求1所述的一种自支撑金刚石膜/Cu复合热沉材料，其特征在于，所述Ag-Cu-Ti箔层的厚度为50~100 μ m。

3.根据权利要求1所述的一种自支撑金刚石膜/Cu复合热沉材料，其特征在于，所述W箔层的厚度为50~100 μm。

4.根据权利要求1所述的一种自支撑金刚石膜/Cu复合热沉材料，其特征在于，所述Cu基体中还含有Cr、Zr金属元素。

5.权利要求1~4任一项所述的一种自支撑金刚石膜/Cu复合热沉材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）向Cu和TiH₂粉的混合粉末中加入酒精研磨，直至酒精完全挥发，得到Cu-TiH₂粉末；

2）向步骤1）制得的所述Cu-TiH₂粉末中加入丙三醇，调和，得到Cu-TiH₂膏；

3）在Cu基体表面均匀涂覆步骤2）制得的所述Cu-TiH₂膏，然后再依次放上W箔和Ag-Cu-Ti箔，最后放上自支撑金刚石膜，将整体放入真空炉中进行复合，得到所述自支撑金刚石膜/Cu复合热沉材料。

6.根据权利要求5所述的一种自支撑金刚石膜/Cu复合热沉材料的制备方法，其特征在于，所述复合条件为真空炉内的真空度低于1×10^-2 Pa，施加压力为8~12 kPa，升温至870~970 ℃并保温5~15 min。

7.根据权利要求5所述的一种自支撑金刚石膜/Cu复合热沉材料的制备方法，其特征在于，所述自支撑金刚石膜、所述Cu基体、所述Ag-Cu-Ti箔和所述W箔在复合前均进行抛光和超声清洗处理。

8.根据权利要求7所述的一种自支撑金刚石膜/Cu复合热沉材料的制备方法，其特征在于，所述超声清洗处理的洗涤剂为酒精，清洗时间为10~15 min。