鈦對真空燒結鑽石銅基複合材料製程及熱性質之影響

Effect of Ti Addition on Thermal Properties of Diamond/Cu Composites Fabricated by Vacuum Sintering

蔡旻諺(Min-Yan Tsai)

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(2012年)

摘要

本實驗使用真空液相燒結法製備鑽石銅基複合材。燒結過程中，並未施加任何壓力，純粹依靠液態銅潤溼在鑽石表面，因此液態銅與鑽石間的潤溼性，對鑽石與銅基間的接合以及複材熱性質的表現有決定性的影響。為了提升液態銅對鑽石的潤溼性，在銅基當中添加了活性元素鈦，探討鈦添加量及鑽石體積分率對熱性質之影響。採用冷壓成型再真空液相燒結所製備出的鑽石銅基複合材，其熱傳導係數可達608 W/m●K，熱膨脹係數在3.3 ~ 9.8 ppm/K之間，可隨著鑽石粒徑大小、鈦添加量與鑽石體積分率的改變而調整。此外，本實驗採用的製程屬於一無壓燒結的製程，無須加壓設備，因此可大幅降低成本且製程簡單，使此鑽石銅基複合材在電子構裝散熱材的應用上更具發展潛力。

關鍵字

鑽石銅基複合材料 ； 真空液相燒結 ； 鈦 ； 熱傳導係數 ； 熱膨脹係數

並列摘要

NO

並列關鍵字

Diamond/Cu Composites ； Vacuum Sintering ； Ti ； Thermal conductivity ； Coefficient of thermal expansion

參考文獻

106. NETZSCH Operating Instructions LFA 447TM Nanoflash.

18. R. M. German, K. F. Hens, and J. L. Johnson, “Power-Metallurgy processing of Thermal Management Materials for Microelectronic Applications”, International Journal of Powder Metallurgy, 30 (1994) 205-215.

1. R. C. Chu, “The Perpetual Challenges of Electronics Cooling Technology for Computer Product Applications – from Laptop to Supercomputer” (2003).

4. R. Mahajan, C. P. Chiu and G. Chrysler, “Cooling a Microprocessor Chip” Proceedings of the IEEE 94 (2006) 1476-1486.

7. Qpedia, “Chip Level Cooling: The Final Frontier”, 2 (2009) 6-11.