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铜基类金刚石膜功能梯度材料作为散热材料的研究

王静 刘贵昌 李红玲 侯保荣

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铜基类金刚石膜功能梯度材料作为散热材料的研究

王静, 刘贵昌, 李红玲, 侯保荣

Study on the thermal conductivity of diamond-like carbon functionally graded material on copper substrate

Wang Jing, Liu Gui-Chang, Li Hong-Ling, Hou Bao-Rong
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  • 随着电子技术、信息产业的发展, Cu在微型散热材料、电子封装材料上应用日益广泛. Cu在应用过程中存在强度低、易氧化、易磨损等缺点. 采用等离子体复合沉积技术, 在铜基体上制备了Ti/TiC/DLC功能梯度材料, 改善铜基体与美金刚石(DLC)膜的结合力, 强化了铜的机械性能. 瞬态热反射法检测结果表明, DLC功能梯度材料不会影响铜基体的散热效果.
    In recent years, with the rapid development of electronic technology and digital network information, copper has increasing applications in micro-electronics, micro-electro-mechanical systems and Hi-tech materials. However copper has its material limitations. In particular, it has relatively low hardness, high oxidation and wear rate, which have severely restricted its widespread applications. In this paper, aiming at difficulties of copper applications, Ti/TiC/DLC has been proposed as functionally graded material to deposit on the copper substrate with plasma depositing method, which intensifies the adhesion between DLC film and copper substrate and improves the properties of copper. The maximal value of thermal conductivity of DLC film with optimized parameter of graded intermediate layer is 3.63 Wm-1.K-1, which enhances the heat transfer effect of copper substrate.
    [1]

    Zhang J C, Zhou Z G, Yang W B 2006 Computer Eng. Appl. 3493 (in Chinese) [张建臣, 周智刚, 杨文彬 2006计算机工程与应用 34 93]

    [2]

    Bejan A, Tsataronis G, Moran K 1996 Thermal Design and Optimization(New York: John Wiley & Sons Inc) p132

    [3]

    Yu X L, Feng J M, Feng Q K, Wang Q W 2005 Appl. ThermalEng. 25 173

    [4]

    Han N 2000 J. Xidian Univ. 29 24 (in Chinese) [韩宁 2000 西安电子科技大学学报 29 24]

    [5]

    Kim K S, Won M H, Kim J W, Back B J 2003 Appl. Thermal Eng.23 1137

    [6]

    Yu P 2003 J. Eng. Thermophys. 24 87 (in Chinese) [余鹏 2003 工程热 24 87]

    [7]

    Zhang L, Qu X H, He X B, Duan B H, Ren S B, Qin M L 2008Mater. Sci. Eng. A 489A 285

    [8]

    Oguri K, Arai T 1990 J. Mater. Res. 5 2567

    [9]

    Kading O W, Skurk H, Goodson K E 1994 Appl. Phys. Lett. 651629

    [10]

    Wang J, Liu G C, Wang L D, Deng X L, Xu J 2008 Chin. Phys. B17 3108

    [11]

    Liu D P, Liu Y H, Chen B X 2006 Chin. Phys. 15 575

    [12]

    Xiao J R, Xu H, Guo A M, Wang H Y 2007 Acta Phys. Sin. 561802 (in Chinese) [肖剑荣,徐慧, 郭爱敏, 王焕友 2007 56 1802]

    [13]

    Ding X Z, Tay B K, Tan H S, Lau P S, Cheung W Y, Wong S P2001 Surf. Coat. Technol. 138 301

    [14]

    Delplancke-Ogletree M P, Monteiro O R 1997 J. Vac. Sci. Technol.A 15 1943

    [15]

    Li L H, Zhang H Q, Cui X M, Zhang Y H, Xia L F, Ma X X, SunY 2001 Acta Phys. Sin. 50 1549 (in Chinese) [李刘和,张海泉, 崔旭明, 张彦华, 夏立芳, 马欣新, 孙跃 2001 50 1549]

    [16]

    Dillon R O, Woollam J, Katkanant V 1984 Phys. Rev. B 29 3482

    [17]

    Das D, Chen K H, Chattopadhyay S, Chen L C 2002 J. Appl. Phys.91 4944

    [18]

    Erdemir A, Bindal C, Fenske G R, Zuiker C, Wilbur P 1996 Surf.Coat. Technol. 86-87 692

    [19]

    Zhang Z Y, Lu X C, Luo J B, Shao T M, Qing T, Zhang C H 2006Chin. Phys. 15 2697

    [20]

    Wang L S 2003 Special Ceramics (Changsha: Central South Universityof Technology Press) 295 (in Chinese) [王零森2003 特种陶瓷 (长沙:中南工业大学出版社) 295]

    [21]

    Shamsa M, Liu W L, Balandin A A 2006 Appl. Phys. Lett. 89161921

  • [1]

    Zhang J C, Zhou Z G, Yang W B 2006 Computer Eng. Appl. 3493 (in Chinese) [张建臣, 周智刚, 杨文彬 2006计算机工程与应用 34 93]

    [2]

    Bejan A, Tsataronis G, Moran K 1996 Thermal Design and Optimization(New York: John Wiley & Sons Inc) p132

    [3]

    Yu X L, Feng J M, Feng Q K, Wang Q W 2005 Appl. ThermalEng. 25 173

    [4]

    Han N 2000 J. Xidian Univ. 29 24 (in Chinese) [韩宁 2000 西安电子科技大学学报 29 24]

    [5]

    Kim K S, Won M H, Kim J W, Back B J 2003 Appl. Thermal Eng.23 1137

    [6]

    Yu P 2003 J. Eng. Thermophys. 24 87 (in Chinese) [余鹏 2003 工程热 24 87]

    [7]

    Zhang L, Qu X H, He X B, Duan B H, Ren S B, Qin M L 2008Mater. Sci. Eng. A 489A 285

    [8]

    Oguri K, Arai T 1990 J. Mater. Res. 5 2567

    [9]

    Kading O W, Skurk H, Goodson K E 1994 Appl. Phys. Lett. 651629

    [10]

    Wang J, Liu G C, Wang L D, Deng X L, Xu J 2008 Chin. Phys. B17 3108

    [11]

    Liu D P, Liu Y H, Chen B X 2006 Chin. Phys. 15 575

    [12]

    Xiao J R, Xu H, Guo A M, Wang H Y 2007 Acta Phys. Sin. 561802 (in Chinese) [肖剑荣,徐慧, 郭爱敏, 王焕友 2007 56 1802]

    [13]

    Ding X Z, Tay B K, Tan H S, Lau P S, Cheung W Y, Wong S P2001 Surf. Coat. Technol. 138 301

    [14]

    Delplancke-Ogletree M P, Monteiro O R 1997 J. Vac. Sci. Technol.A 15 1943

    [15]

    Li L H, Zhang H Q, Cui X M, Zhang Y H, Xia L F, Ma X X, SunY 2001 Acta Phys. Sin. 50 1549 (in Chinese) [李刘和,张海泉, 崔旭明, 张彦华, 夏立芳, 马欣新, 孙跃 2001 50 1549]

    [16]

    Dillon R O, Woollam J, Katkanant V 1984 Phys. Rev. B 29 3482

    [17]

    Das D, Chen K H, Chattopadhyay S, Chen L C 2002 J. Appl. Phys.91 4944

    [18]

    Erdemir A, Bindal C, Fenske G R, Zuiker C, Wilbur P 1996 Surf.Coat. Technol. 86-87 692

    [19]

    Zhang Z Y, Lu X C, Luo J B, Shao T M, Qing T, Zhang C H 2006Chin. Phys. 15 2697

    [20]

    Wang L S 2003 Special Ceramics (Changsha: Central South Universityof Technology Press) 295 (in Chinese) [王零森2003 特种陶瓷 (长沙:中南工业大学出版社) 295]

    [21]

    Shamsa M, Liu W L, Balandin A A 2006 Appl. Phys. Lett. 89161921

  • [1] 陆益敏, 汪雨洁, 徐曼曼, 王海, 奚琳. 磁场辅助激光生长类金刚石膜的微结构及光学性能.  , 2024, 73(10): 108101. doi: 10.7498/aps.73.20240145
    [2] 李耀隆, 李哲, 李松远, 张任良. 层间共价键和拉伸应变对双层石墨烯纳米带热导率的调控.  , 2023, 72(24): 243101. doi: 10.7498/aps.72.20231230
    [3] 刘秀成, 杨智, 郭浩, 陈颖, 罗向龙, 陈健勇. 金刚石/环氧树脂复合物热导率的分子动力学模拟.  , 2023, 72(16): 168102. doi: 10.7498/aps.72.20222270
    [4] 唐道胜, 华钰超, 周艳光, 曹炳阳. GaN薄膜的热导率模型研究.  , 2021, 70(4): 045101. doi: 10.7498/aps.70.20201611
    [5] 李刘合, 刘红涛, 罗辑, 许亿. 带状真空电弧磁过滤器等离子体分布特性及制备类金刚石膜研究.  , 2016, 65(6): 065202. doi: 10.7498/aps.65.065202
    [6] 刘英光, 张士兵, 韩中合, 赵豫晋. 纳晶铜晶粒尺寸对热导率的影响.  , 2016, 65(10): 104401. doi: 10.7498/aps.65.104401
    [7] 艾立强, 张相雄, 陈民, 熊大曦. 类金刚石薄膜在硅基底上的沉积及其热导率.  , 2016, 65(9): 096501. doi: 10.7498/aps.65.096501
    [8] 黄丛亮, 冯妍卉, 张欣欣, 李静, 王戈, 侴爱辉. 金属纳米颗粒的热导率.  , 2013, 62(2): 026501. doi: 10.7498/aps.62.026501
    [9] 杨发展, 沈丽如, 王世庆, 唐德礼, 金凡亚, 刘海峰. 等离子体增强化学气相沉积法制备含氢类金刚石膜的紫外Raman光谱和X射线光电子能谱研究.  , 2013, 62(1): 017802. doi: 10.7498/aps.62.017802
    [10] 许路加, 胡明, 杨海波, 杨孟琳, 张洁. 基于微结构参数建模的多孔硅绝热层热导率研究.  , 2010, 59(12): 8794-8800. doi: 10.7498/aps.59.8794
    [11] 梁中翥, 梁静秋, 郑娜, 姜志刚, 王维彪, 方伟. 吸收辐射复合金刚石膜的制备及光学研究.  , 2009, 58(11): 8033-8038. doi: 10.7498/aps.58.8033
    [12] 李世彬, 吴志明, 袁 凯, 廖乃镘, 李 伟, 蒋亚东. 氢化非晶硅薄膜的热导率研究.  , 2008, 57(5): 3126-3131. doi: 10.7498/aps.57.3126
    [13] 赵栋才, 任 妮, 马占吉, 邱家稳, 肖更竭, 武生虎. 掺硅类金刚石膜的制备与力学性能研究.  , 2008, 57(3): 1935-1940. doi: 10.7498/aps.57.1935
    [14] 马国佳, 刘喜亮, 张华芳, 武洪臣, 彭丽平, 蒋艳莉. 乙炔气体流量对纳米TiC类金刚石复合膜的化学结构及力学性能影响.  , 2007, 56(4): 2377-2381. doi: 10.7498/aps.56.2377
    [15] 刘艳红, 张家良, 王卫国, 李 建, 刘东平, 马腾才. CH4或CH4+Ar介质阻挡放电中的离子能量和类金刚石膜制备.  , 2006, 55(3): 1458-1463. doi: 10.7498/aps.55.1458
    [16] 王 静, 刘贵昌, 汲大鹏, 徐 军, 邓新禄. 铜上采用过渡层沉积类金刚石薄膜的研究.  , 2006, 55(7): 3748-3755. doi: 10.7498/aps.55.3748
    [17] 李之杰, 潘正瑛, 朱 靖, 魏 启, 王月霞, 臧亮坤, 周 亮, 刘提将. 离子束辅助沉积对类金刚石膜结构影响的计算机模拟.  , 2005, 54(5): 2233-2238. doi: 10.7498/aps.54.2233
    [18] 彭鸿雁, 周传胜, 赵立新, 金曾孙, 张 冰, 陈宝玲, 陈玉强, 李敏君. 激光功率密度对类金刚石膜结构性能的影响.  , 2005, 54(9): 4294-4299. doi: 10.7498/aps.54.4294
    [19] 杨武保, 范松华, 张谷令, 马培宁, 张守忠, 杜 健. 非平衡磁控溅射法类金刚石薄膜的制备及分析.  , 2005, 54(10): 4944-4948. doi: 10.7498/aps.54.4944
    [20] 杨武保, 范松华, 刘赤子, 张谷令, 王久丽, 杨思泽. 脉冲高能量密度等离子体法类金刚石膜的制备及分析.  , 2003, 52(1): 140-144. doi: 10.7498/aps.52.140
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-04-12
  • 修回日期:  2011-06-27
  • 刊出日期:  2012-03-05

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