制備金剛石-銅復(fù)合材料的活性釬焊裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及活性釬焊裝置，尤其是涉及一種制備金剛石-銅復(fù)合材料的活性釬焊裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子封裝的密度不斷提高，散熱成為一個(gè)突出問(wèn)題。電子封裝的散熱材料要求具有高熱導(dǎo)率以及與半導(dǎo)體匹配的熱膨脹系數(shù)。單晶金剛石的熱導(dǎo)率可達(dá)2000W.πΓ1.K—1，通過(guò)將金剛石和金屬材料進(jìn)行復(fù)合，可以獲得具有較好加工性能的復(fù)合材料，且可通過(guò)調(diào)整復(fù)合材料中金剛石和金屬的比例，獲得期望的熱導(dǎo)率和熱膨脹系數(shù)。目前采用高溫高壓燒結(jié)法制得的金剛石-銅復(fù)合材料中金剛石含量高、導(dǎo)熱性能不理想；放電等離子燒結(jié)法制備金剛石體積比較大的復(fù)合材料的技術(shù)又不太成熟，尚未用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)；雖然采用液態(tài)金屬浸滲法制得金剛石-銅復(fù)合材料的效果較好，但為使金剛石與銅形成良好的冶金結(jié)合，需要專用的合成裝備、金剛石原料、基體材料，以及適當(dāng)?shù)暮铣晒に噮?shù)，方法較為復(fù)雜且成本很高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低，得到的復(fù)合材料界面結(jié)合好的制備金剛石-銅復(fù)合材料的活性釬焊裝置。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型可采取下述技術(shù)方案:
[0005]本實(shí)用新型所述的制備金剛石-銅復(fù)合材料的活性釬焊裝置，包括水冷爐體；所述水冷爐體的爐壁為帶有進(jìn)、出水口的中空結(jié)構(gòu)，在所述水冷爐體頂壁上設(shè)置有具有升降功能的懸掛裝置，石英坩禍通過(guò)所述懸掛裝置懸吊在所述水冷爐體內(nèi)腔中；在所述水冷爐體內(nèi)設(shè)置有電加熱裝置；置于所述水冷爐體外的抽真空裝置和充氣加壓裝置分別通過(guò)真空管和加壓管與水冷爐體內(nèi)腔相連通，在所述加壓管上設(shè)置有閥門。
[0006]所述充氣加壓裝置包括惰性氣體瓶和設(shè)置在所述惰性氣體瓶?jī)?nèi)的測(cè)壓裝置。
[0007]所述電加熱裝置為均衡環(huán)繞在靠近所述水冷爐體內(nèi)壁處的帶有溫度控制器的感應(yīng)線圈。
[0008]本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、生產(chǎn)成本低，且得到的金剛石-銅復(fù)合材料的界面結(jié)合好，熱導(dǎo)率可達(dá)到480~500 W.πΓ1.K'
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖1所示，本實(shí)用新型所述的制備金剛石-銅復(fù)合材料的活性釬焊裝置，包括水冷爐體I ;水冷爐體I的爐壁為帶有進(jìn)、出水口 2、3的中空結(jié)構(gòu)，在水冷爐體I頂壁上設(shè)置有具有升降功能的懸掛裝置4，石英坩禍5通過(guò)懸掛裝置4懸吊在水冷爐體I內(nèi)腔中；在水冷爐體I內(nèi)設(shè)置有電加熱裝置，該電加熱裝置為均衡環(huán)繞在靠近水冷爐體I內(nèi)壁處的帶有溫度控制器12的感應(yīng)線圈13 ;置于水冷爐體外的抽真空裝置6和充氣加壓裝置分別通過(guò)真空管7和加壓管8與水冷爐體I內(nèi)腔相連通，在加壓管8上設(shè)置有閥門9。本實(shí)用新型采用的充氣加壓裝置包括惰性氣體瓶10和設(shè)置在惰性氣體瓶10內(nèi)的測(cè)壓裝置11。
[0011]本實(shí)用新型的工作原理為:首先將金剛石顆粒進(jìn)行清洗、烘干，而后將其裝入石英坩禍5，用機(jī)械法將其壓至一定致密度，然后在其上面裝入活性銅合金；將石英坩禍5放入水冷爐體I中，使用懸掛裝置4使石英坩禍5懸吊在水冷爐體I內(nèi)腔中，其底面與水冷爐體I底面保持一定距離；用抽真空裝置6將水冷爐體I內(nèi)腔抽至真空，從進(jìn)水口 2向水冷爐體I的爐壁中通冷卻水，感應(yīng)線圈13通電加熱，達(dá)到銅合金熔點(diǎn)后保溫5分鐘，向水冷爐體I內(nèi)腔中通入惰性氣體，加至5~10 MPa,同時(shí)減小感應(yīng)線圈13的感應(yīng)電流，使溫度保持在1100~1150°C，保溫5~25分鐘后關(guān)掉感應(yīng)線圈13的電流，加大水冷爐體I爐壁內(nèi)的冷卻水循環(huán)，將石英坩禍5降落到水冷爐體I的底部開(kāi)始定向凝固，即可得到金剛石-銅復(fù)合材料。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制備金剛石-銅復(fù)合材料的活性釬焊裝置，包括水冷爐體(I);其特征在于:所述水冷爐體(I)的爐壁為帶有進(jìn)、出水口(2、3)的中空結(jié)構(gòu)，在所述水冷爐體(I)頂壁上設(shè)置有具有升降功能的懸掛裝置(4)，石英坩禍(5)通過(guò)所述懸掛裝置(4)懸吊在所述水冷爐體(I)內(nèi)腔中；在所述水冷爐體(I)內(nèi)設(shè)置有電加熱裝置；置于所述水冷爐體外的抽真空裝置(6)和充氣加壓裝置分別通過(guò)真空管(7)和加壓管(8)與水冷爐體(I)內(nèi)腔相連通，在所述加壓管(8)上設(shè)置有閥門(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備金剛石-銅復(fù)合材料的活性釬焊裝置，其特征在于:所述充氣加壓裝置包括惰性氣體瓶(10)和設(shè)置在所述惰性氣體瓶(10)內(nèi)的測(cè)壓裝置(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備金剛石-銅復(fù)合材料的活性釬焊裝置，其特征在于:所述電加熱裝置為均衡環(huán)繞在靠近所述水冷爐體(I)內(nèi)壁處的帶有溫度控制器(12)的感應(yīng)線圈(13)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種制備金剛石-銅復(fù)合材料的活性釬焊裝置，包括水冷爐體；水冷爐體的爐壁為帶有進(jìn)、出水口的中空結(jié)構(gòu)，在水冷爐體頂壁上設(shè)置有具有升降功能的懸掛裝置，石英坩堝通過(guò)懸掛裝置懸吊在水冷爐體內(nèi)腔中；在水冷爐體內(nèi)設(shè)置有電加熱裝置；置于水冷爐體外的抽真空裝置和充氣加壓裝置分別通過(guò)真空管和加壓管與水冷爐體內(nèi)腔相連通，在加壓管上設(shè)置有閥門。充氣加壓裝置包括惰性氣體瓶和設(shè)置在惰性氣體瓶?jī)?nèi)的測(cè)壓裝置。電加熱裝置為均衡環(huán)繞在靠近水冷爐體內(nèi)壁處的帶有溫度控制器的感應(yīng)線圈。本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、生產(chǎn)成本低，得到的金剛石-銅復(fù)合材料的界面結(jié)合好，熱導(dǎo)率可達(dá)到480~500 W·m-1·K-1。
【IPC分類】B23K3-00, B23K3-08, B23K1-008
【公開(kāi)號(hào)】CN204470750
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520083186
【發(fā)明人】張青科, 龍偉民, 馬力, 鐘素娟, 朱坤, 裴夤崟, 孫華為, 丁天然, 薛行雁, 劉潔, 張冠星
【申請(qǐng)人】鄭州機(jī)械研究所
【公開(kāi)日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2015年2月6日