一种大长径比规则多孔铜的制造方法

摘要

本发明公开一种大长径比的直孔规则多孔铜的制备方法。此方法利用氢气在液态金属铜和固态金属铜中溶解度的差异，通过控制金属铜凝固过程中的气泡析出和生长，获得气孔沿轴向排列的大长径比规则多孔铜。此方法具有1)纯铜炉料装入真空感应炉熔炼坩埚中，抽真空脱气的工序；2)锁紧真空感应炉炉盖，充入设定压力的氩气的工序；3)融化保温并充氢使氢溶解进入铜液的工序；4)将溶解的铜液浇入径向加热而轴向底部强制冷却的结晶器，控制真空感应炉内压力，并将结晶器逐步移出电阻加热圈以控制铜液沿轴向凝固和氢气泡析出长大，获得气孔沿轴向分布的大长径比规则多孔铜的工序。使用该方法制备的规则多孔铜具有长径比大、气孔分布均匀的特点，可应用于大规模集成电路散热等领域。

主权项

一种大长径比规则多孔铜的制备方法，其特征是具有以下步骤：1).将铜含量＞99％的纯铜炉料装入真空感应炉熔炼坩埚中，抽真空，使炉内压力＜1.0Pa；2).锁紧真空感应炉炉盖，充入氩气；3).加热纯铜使其融化后保温，充入氢气并保温，使氢气在高温下溶解进入铜液中；4).将溶解有氢气的铜液浇入真空感应炉中的被电阻加热圈加热的圆柱型结晶器中，控制结晶器底部温度和移出加热圈，控制真空感应炉内压力，使铜液沿结晶器轴向凝固，使溶解的氢气在凝固过程中形成气泡并沿轴向长大，从而获得气孔沿轴向分布的大长径比规则多孔铜。所述的步骤2)中充入的氩气的压力范围为0Pa～3×107Pa的氩气；所述的步骤3)中铜液融化后的保温温度是：1083℃～1583℃，充入氢气的压力为1.0×102Pa～3×107Pa，保温时间是：1～300min；所述的步骤4)中的结晶器的加热温度条件是100℃～1583℃，结晶器底部温度的控制范围是‑20℃～1083℃；移出加热圈的速度为0μm/s～5000μm/s，使铜液沿结晶器轴向凝固的压力范围为1.0Pa～3×107Pa。