一种超薄均热板用铜粉及其制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明技术涉及一种铜粉及其制作方法，特别涉及一种超薄均热板用铜粉及其制 作方法。
【背景技术】
[0002] 随着微电子技术的迅速发展，电子器件特征尺寸不断减小，芯片的集成度，封装密 度以及工作频率不断提高，这些都使芯片的热流密度迅速升高。热管具有极高的热导率且 无需额外能源是一种绿色环保的散热技术，均热板（VaporChamber)相比一般热管具有更 突出的优点，其形状非常有利于对集中热源进行散热，均热板的厚度尺寸也由最初的最小 3_发展到现在的Imm以下，均热板薄型化后其毛细组织布置困难，毛细力下降等缺点开始 体现，传统使用的铜丝网不能满足高功率的需求。
[0003] 使用铜丝网作为超薄均热板毛细组织其毛细力低下，均热板功率不足；使用现有 的铜粉作为超薄均热板毛细组织时，会出现铜粉烧结后毛细组织孔隙率不足或因铜粉颗粒 过粗造成毛细结构过厚的问题。
【发明内容】
[0004] 为了解决上述问题，本发明技术旨在提供一种适应于厚度0.5mm左右的超薄均热 板使用的铜粉，使超薄均热板毛细组织连通孔隙率高于65 %，藉此满足超薄均热板更高的 功率需求。
[0005] 本发明技术方案如下：
[0006] -种超薄均热板用铜粉，所述铜粉颗粒形状呈球形或类球形，所述铜粉颗粒为单 颗粒非团化结构，所述铜粉粉末粒度范围是l-l〇〇um，所述铜粉松装密度为2. 0-5. 0g/cm3。
[0007] -种超薄均热板用铜粉的制作方法，所述方法包括如下步骤：
[0008] (1)使用纯度大于99. 5%的铜粉为原料，采用水雾化法生产出粉末粒度范围是I-IOOum的纯铜粉，其中雾化水压值范围是16-24MP，雾化水量是350-500L/min，铜液雾化 速率是14-17kg/min，水雾化制粉其能量由高压水提供，其包含水的动能和水的压力能，在 总能量一定的情况下提高压力能即减少水的用量，这使得雾化过程中铜液颗粒能够缓慢冷 却而形成球形或类球形的颗粒，同时高的压力能雾化可以得到更为细小的铜粉颗粒；
[0009] (2)对雾化后的铜粉进行冷加工粉碎处理，使用锤式粉碎机或微分粉碎机或气流 粉碎机对铜粉进行粉碎处理，因为铜具有较好的延展性，采用机械方式对铜粉进行冷加工 处理，处理后的铜粉颗粒为球形颗粒；
[0010] (3)在粉碎后的铜粉添加发泡剂材料，所述发泡剂材料与铜粉的体积比为 1-10 %，同时加入100-500ppm粘接剂PVP，所述发泡剂材料可以是醋酸铜，碳酸铜，硫酸铜， 草酸铜，尿素，碳酸氢盐，碳酸盐，偶氮化合物，脲氨基化合物，三咗类化合物中的一种或几 种，在均热板的烧结工艺中，发泡剂和粘接剂被脱除而形成孔隙。
[0011] 作为优选的，所述方法步骤1中采用水雾化法生产出粉末粒度范围是I-IOOum的 纯铜粉，优选20-50um纯铜粉。
[0012] 作为优选的，所述雾化水压值范围是20-22MP。
[0013] 作为优选的，所述雾化水量是420-500L/min。
[0014] 作为优选的，所述铜液雾化速率是14-17kg/min。
[0015] 作为优选的，所述方法步骤3中发泡剂材料是6%碳酸铜或6%尿素，所述方法步 骤3中发泡剂材料是4%尿素和4%碳酸氢铵，所述方法步骤3中发泡剂材料是8%的碳酸 铜和1 %的偶氮二异丁腈。
[0016] 本发明有益效果在于：1)铜粉颗粒形状呈球形或类球形，球形铜粉具有优秀的流 动性，在均热板填粉过程中能够均匀密实填粉，无填粉缺陷；2)所添加的发泡剂材料在烧 结过程中脱出，制造出高孔隙率的毛细组织，毛细组织孔隙率高于65%。
【附图说明】
[0017] 图1是经冷加工处理后的球形铜粉添加发泡剂材料后的铜粉SEM图像。
[0018] 图2是添加发泡剂等材料后的铜粉经980度烧结30分钟后形成的毛细组织SEM 图像。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合实施例和实验测试结果对本发明作进一步详细的说明。
[0020] 本发明检测方式是：使用该铜粉制样烧结成毛细结构体，再检测其毛细组织连通 孔隙率和吸水通量。
[0021] 毛细组织连通孔隙率简称毛细组织连通率，它指的是毛细结构体中能与外界连通 的孔隙体积占毛细结构体总体积的比例，其样品制作方法和计算方式为：
[0022] 将铜粉装入长方体石墨盒模具内，石墨盒模具装粉空间尺寸为A*B*C，将装好粉样 的模具放入烧结炉内进行烧结，烧结温度980±2度30分钟，烧结完成后制得到柱状铜粉 毛细结构体，称量样品重量W1，将样品浸入水中2分钟后取出称重W2,计算：样品体积V= a*b*c,样品孔隙率K= (W2_W1)/V。
[0023] 吸水通量样品制作方法和计算方式为：
[0024] 将铜粉装入圆柱形石墨盒模具内，石墨盒模具装粉空间尺寸为?8*100,将装好粉 样的模具放入烧结炉内进行烧结，烧结温度980±2度30分钟，烧结完成后制得铜粉毛细结 构体，检测吸水通量柱状毛细结构体样品直径?C和高度H和重量W1，将柱状毛细结构体样 品一端置于Icm深的水中，检测水被吸至样品另一端的时间t，称重吸水后的样品W2,计算： 吸水通量P= 4 (W1-W2)八JiCCt)。
[0025] -种超薄均热板用铜粉，所述铜粉颗粒形状呈球形或类球形，所述铜粉颗粒为单 颗粒非团化结构，所述铜粉粉末粒度范围是l-l〇〇um，所述铜粉松装密度为2. 0-5. 0g/cm3。
[0026] -种超薄均热板用铜粉的制作方法，所述方法包括如下步骤：
[0027] (1)使用纯度大于99. 5%的铜粉为原料，采用水雾化法生产出粉末粒度范围是 I-IOOum的纯铜粉，雾化水量是400L/min，铜液雾化速率是15kg/min，其中雾化水压值分别 取值16Mpa、18Mpa、20Mpa、22Mpa、24Mpa得到实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、和实施 例5,检测其毛细组织连通孔隙率，单位是g/cm3,检测结果如表1所示。
[0028] 表1.雾化参数测试-水压
[0029]
[0030] 由表1可以看出，作为优选的雾化水压值范围是20-22MP。
[0031] 使用纯度大于99. 5 %的铜粉为原料，采用水雾化法生产出粉末粒度范围是 I-IOOum的纯铜粉，铜液雾化速