Produktübersicht des Diamant-Kupfer-Verbundwerkstoffs

Der Diamant-Kupfer-Verbundwerkstoff, auch bekannt als Cu-Diamant-Verbundwerkstoff, ist ein fortschrittlicher Metallmatrix-Verbundwerkstoff, der die außergewöhnliche Wärmeleitfähigkeit von Diamant mit den hervorragenden elektrischen und mechanischen Eigenschaften von Kupfer kombiniert.

Durch das Einbetten von Diamantpartikeln in eine Kupfermatrix erreicht dieser Verbundwerkstoff ultrahohe Wärmeableitung, maßgeschneiderte Wärmeausdehnung und Leichtbauweise, was ihn zu einem der effektivsten Materialien für Wärmemanagementanwendungen der nächsten Generation in Halbleitern, Lasersystemen, Hochleistungsmodulen und der Luft- und Raumfahrtelektronik macht.

Funktionsprinzip des Diamant-Kupfer-Verbundwerkstoffs

Diamant, mit seiner extrem hohen Wärmeleitfähigkeit (bis zu 2000 W/m*K), fungiert als hervorragender Wärmeausbreitungsfüller innerhalb der Kupfermatrix. Kupfer bietet eine ausgezeichnete elektrische und mechanische Bindung sowie Verarbeitbarkeit.

Durch chemische Beschichtung, Vakuuminfiltration und Heißpressen wird eine starke Grenzflächenbindung zwischen Diamantpartikeln und der Kupferphase gebildet. Diese Struktur ermöglicht eine effiziente Wärmeübertragung bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der mechanischen Stabilität und elektrischen Leitfähigkeit – wodurch ein Verbundwerkstoff entsteht, der Wärme effektiv von kritischen Komponenten in der Mikroelektronik und in Stromversorgungssystemen ableitet.

Haupteigenschaften des Diamant-Kupfer-Verbundwerkstoffs

Herstellungsverfahren des Diamant-Kupfer-Verbundwerkstoffs

Diamant-Kupfer-Verbundwerkstoffe werden typischerweise unter Verwendung einer oder einer Kombination der folgenden fortschrittlichen Techniken hergestellt:

• Pulvermetallurgie (PM): Mischen und Sintern von beschichteten Diamantpartikeln mit Kupferpulver.
• Vakuuminfiltration: Geschmolzenes Kupfer wird in einen Diamant-Vorformling infiltriert, um eine dichte Bindung zu gewährleisten.
• Funkenplasma-Sintern (SPS): Ermöglicht eine schnelle Verdichtung und eine ausgezeichnete Grenzflächenbindung.
• Reaktives Sintern: Oberflächenmetallisierung (Ni, Cr, Ti) verbessert die Benetzbarkeit und verhindert die Oxidation der Grenzfläche.

Jeder Prozess wird optimiert, um hohe Bindungsfestigkeit, geringe Porosität und gleichmäßige Diamantdispersion zu gewährleisten, was zu einer stabilen thermischen Leistung führt.

Typische Anwendungen des Diamant-Kupfer-Verbundwerkstoffs

Diamant-Kupfer-Verbundwerkstoffe werden häufig als hochwertige Wärmemanagementsubstrate und Wärmeverteiler in folgenden Bereichen eingesetzt:

• Hochleistungs-Halbleitergehäuse (IGBT, MOSFET, HF-Bauelemente)
• Kühlkörper für Laserdioden und Mikrowellenmodule
• Elektronische Kühlsysteme für Luft- und Raumfahrt und Verteidigung
• Thermische Grundplatten für Hochleistungs-LEDs
• CPU / GPU-Wärmeverteiler und integrierte Schaltungsgehäuse
• Optoelektronische und Telekommunikationsgeräte

Produktvorteile des Diamant-Kupfer-Verbundwerkstoffs

• Außergewöhnliche thermische Leistung: Wärmeleitfähigkeit bis zu 700 W/m*K sorgt für eine schnelle Wärmeableitung.
• CTE-Abstimmbarkeit: Angepasst an Halbleitermaterialien, wodurch thermische Spannungen und Delamination minimiert werden.
• Leicht und langlebig: Geringere Dichte als Cu-W- oder Cu-Mo-Verbundwerkstoffe, ideal für Luft- und Raumfahrtsysteme.
• Hervorragende Oberflächenqualität: Kompatibel mit Nickel- oder Goldbeschichtung zum Löten und Kleben.
• Stabil und zuverlässig: Überlegene Oxidationsbeständigkeit und langfristige strukturelle Stabilität.

FAQ des Diamant-Kupfer-Verbundwerkstoffs