制备金刚石-铜复合材料的活性钎焊装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及活性钎焊装置，尤其是涉及一种制备金刚石-铜复合材料的活性钎焊装置。
【背景技术】
[0002]随着电子封装的密度不断提高，散热成为一个突出问题。电子封装的散热材料要求具有高热导率以及与半导体匹配的热膨胀系数。单晶金刚石的热导率可达2000W.πΓ1.K—1，通过将金刚石和金属材料进行复合，可以获得具有较好加工性能的复合材料，且可通过调整复合材料中金刚石和金属的比例，获得期望的热导率和热膨胀系数。目前采用高温高压烧结法制得的金刚石-铜复合材料中金刚石含量高、导热性能不理想；放电等离子烧结法制备金刚石体积比较大的复合材料的技术又不太成熟，尚未用于大规模工业生产；虽然采用液态金属浸渗法制得金刚石-铜复合材料的效果较好，但为使金刚石与铜形成良好的冶金结合，需要专用的合成装备、金刚石原料、基体材料，以及适当的合成工艺参数，方法较为复杂且成本很高。
【发明内容】
[0003]本实用新型目的在于提供一种结构简单、生产成本低，得到的复合材料界面结合好的制备金刚石-铜复合材料的活性钎焊装置。
[0004]为实现上述目的，本实用新型可采取下述技术方案:
[0005]本实用新型所述的制备金刚石-铜复合材料的活性钎焊装置，包括水冷炉体；所述水冷炉体的炉壁为带有进、出水口的中空结构，在所述水冷炉体顶壁上设置有具有升降功能的悬挂装置，石英坩祸通过所述悬挂装置悬吊在所述水冷炉体内腔中；在所述水冷炉体内设置有电加热装置；置于所述水冷炉体外的抽真空装置和充气加压装置分别通过真空管和加压管与水冷炉体内腔相连通，在所述加压管上设置有阀门。
[0006]所述充气加压装置包括惰性气体瓶和设置在所述惰性气体瓶内的测压装置。
[0007]所述电加热装置为均衡环绕在靠近所述水冷炉体内壁处的带有温度控制器的感应线圈。
[0008]本实用新型优点在于结构简单、操作方便、生产成本低，且得到的金刚石-铜复合材料的界面结合好，热导率可达到480~500 W.πΓ1.K'
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0010]如图1所示，本实用新型所述的制备金刚石-铜复合材料的活性钎焊装置，包括水冷炉体I ;水冷炉体I的炉壁为带有进、出水口 2、3的中空结构，在水冷炉体I顶壁上设置有具有升降功能的悬挂装置4，石英坩祸5通过悬挂装置4悬吊在水冷炉体I内腔中；在水冷炉体I内设置有电加热装置，该电加热装置为均衡环绕在靠近水冷炉体I内壁处的带有温度控制器12的感应线圈13 ;置于水冷炉体外的抽真空装置6和充气加压装置分别通过真空管7和加压管8与水冷炉体I内腔相连通，在加压管8上设置有阀门9。本实用新型采用的充气加压装置包括惰性气体瓶10和设置在惰性气体瓶10内的测压装置11。
[0011]本实用新型的工作原理为:首先将金刚石颗粒进行清洗、烘干，而后将其装入石英坩祸5，用机械法将其压至一定致密度，然后在其上面装入活性铜合金；将石英坩祸5放入水冷炉体I中，使用悬挂装置4使石英坩祸5悬吊在水冷炉体I内腔中，其底面与水冷炉体I底面保持一定距离；用抽真空装置6将水冷炉体I内腔抽至真空，从进水口 2向水冷炉体I的炉壁中通冷却水，感应线圈13通电加热，达到铜合金熔点后保温5分钟，向水冷炉体I内腔中通入惰性气体，加至5~10 MPa,同时减小感应线圈13的感应电流，使温度保持在1100~1150°C，保温5~25分钟后关掉感应线圈13的电流，加大水冷炉体I炉壁内的冷却水循环，将石英坩祸5降落到水冷炉体I的底部开始定向凝固，即可得到金刚石-铜复合材料。
【主权项】
1.一种制备金刚石-铜复合材料的活性钎焊装置，包括水冷炉体(I);其特征在于:所述水冷炉体(I)的炉壁为带有进、出水口(2、3)的中空结构，在所述水冷炉体(I)顶壁上设置有具有升降功能的悬挂装置(4)，石英坩祸(5)通过所述悬挂装置(4)悬吊在所述水冷炉体(I)内腔中；在所述水冷炉体(I)内设置有电加热装置；置于所述水冷炉体外的抽真空装置(6)和充气加压装置分别通过真空管(7)和加压管(8)与水冷炉体(I)内腔相连通，在所述加压管(8)上设置有阀门(9)。
2.根据权利要求1所述的制备金刚石-铜复合材料的活性钎焊装置，其特征在于:所述充气加压装置包括惰性气体瓶(10)和设置在所述惰性气体瓶(10)内的测压装置(11)。
3.根据权利要求1所述的制备金刚石-铜复合材料的活性钎焊装置，其特征在于:所述电加热装置为均衡环绕在靠近所述水冷炉体(I)内壁处的带有温度控制器(12)的感应线圈(13)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种制备金刚石-铜复合材料的活性钎焊装置，包括水冷炉体；水冷炉体的炉壁为带有进、出水口的中空结构，在水冷炉体顶壁上设置有具有升降功能的悬挂装置，石英坩埚通过悬挂装置悬吊在水冷炉体内腔中；在水冷炉体内设置有电加热装置；置于水冷炉体外的抽真空装置和充气加压装置分别通过真空管和加压管与水冷炉体内腔相连通，在加压管上设置有阀门。充气加压装置包括惰性气体瓶和设置在惰性气体瓶内的测压装置。电加热装置为均衡环绕在靠近水冷炉体内壁处的带有温度控制器的感应线圈。本实用新型优点在于结构简单、操作方便、生产成本低，得到的金刚石-铜复合材料的界面结合好，热导率可达到480~500 W·m-1·K-1。
【IPC分类】B23K3-00, B23K3-08, B23K1-008
【公开号】CN204470750
【申请号】CN201520083186
【发明人】张青科, 龙伟民, 马力, 钟素娟, 朱坤, 裴夤崟, 孙华为, 丁天然, 薛行雁, 刘洁, 张冠星
【申请人】郑州机械研究所
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年2月6日