鑽石銀基複合材料熱性質之研究

Study on Thermal Properties of Diamond/Ag Composites

傅美惠(Mei-Hui Fu)

指導教授 ： 林樹均

國立清華大學/工學院/材料科學工程學系/碩士(2007年)

摘要

本實驗是以無電鍍後得到表面銀被覆的鑽石顆粒，加以大氣熱壓的鑽石銀基複材，研究探討其熱膨脹、熱傳導、硬度等性質，以評估此複合材料在電子構裝熱材的應用潛力。無電鍍是一種化學電鍍法，利用化學氧化還原使銀還原鍍覆在鑽石顆粒表面，如此可增加銀在鑽石顆粒間的分散性；大氣熱壓的參數為600 oC，500 MPa，時間為30分鐘，得到鑽石體積含量10、20、30、40、60 %的複材，並以不同大小的鑽石顆粒製成不同體積比含量的複材，觀察其關係。
Diamond/Ag複材的性質量測顯示：硬度隨著鑽石添加量的增加而上升，達到散佈強化的效果；在熱膨脹係數(Coefficient of Thermal Expansion)方面，CTE隨著強化材含量增加而減小，且與鑽石顆粒大小沒有關係，當強化材體積比含量為60 %時，CTE達到6 ppm/K，符合電子構裝散熱材所希望達到範圍內的值（2-7 ppm/K）；熱傳導性質，隨著鑽石顆粒尺寸變大，表面積減少，熱傳導係數上升；而鑽石含量增加，複材熱傳導係數下降，但20 vol% Diamond/Ag仍有420 W/m•K。整個說來，以此法製造Diamond/Ag複材，製程設備便宜，硬度跟CTE都有隨著鑽石添加而改善性質。

關鍵字

複合材料 ； 無電鍍 ； 大氣熱壓 ； 熱傳導係數 ； 熱膨脹係數

參考文獻

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