CN103496215B

CN103496215B - 一种嵌入式组合热沉及其制备方法

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Publication number: CN103496215B
Application number: CN201310441824.8A
Authority: CN
Inventors: 邱万奇; 洪涛
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2015-07-29
Anticipated expiration: 2033-09-25
Also published as: CN103496215A

Abstract

本发明公开了一种嵌入式组合热沉及其制备方法，该热沉包括一级散热体和二级散热体，以二级散热体为基体，所述一级散热体嵌入基体表层中，形成位于基体表层的复合层，该一体化的结构即为嵌入式组合热沉。其制备方法为：（1）以二级散热体材料为基体，将基体进行软化退火热处理；（2）将金刚石粉配成悬浮液，使金刚石粉沉降在基体表面；在不改变基体表面金刚石分布的前提下，将液面降至低于样品表面，取出样品；（3）减薄样品表面含金刚石粉的液膜厚度，再将金刚石粉压入基体内；最后对样品进行扩散退火处理，冷却后即得上述热沉。一、二级散热体一体化，消除了接触热阻；热沉厚度只有几十微米，热阻很小；减少了工艺环节，降低了成本。

Description

一种嵌入式组合热沉及其制备方法

技术领域

本发明属于散热管理材料领域，特别涉及高功率密度器件、发光二极管及固体激光器等器件上嵌入式组合热沉及其制备方法。

背景技术

随着微电子集成技术和空芯印制板高密度组装技术的飞速进展，半导体集成电路密度越来越大，功率密度越来越高，运行过程中产生大量的热量。器件的工作稳定性和安全可靠性直接取决于如何将元器件产生的焦耳热快速向体系外发散等热控制，其可靠性和寿命随温度升高而指数式下降。散热已经成为现代微电子器件进一步发展的关键问题之一。微电子器件生产中热管理控制的一个有效措施是在器件底部结合一个高热导率的散热体（一级散热体），吸收元器件发出的热量，并将其迅速传递给二级散热体系，再由流动的气体或液体介质（三级散热体系）将热量散发到环境中。目前的散热热沉产品和学者开发研究的大多是一级散热体材料，一级散热体与器件直接接触，不仅要有高的热导率，而且要有和半导体材料向匹配的热膨胀系数，即要求一级散热体材料热膨胀系数在1～9×10^-6/℃范围，以防止器件在服役时因热疲劳而损坏。常见的铜、银、铝等良导体虽然有较高的热导率，但因热膨胀系数太大，无法直接用作一级散热体，只能利用其良好的塑性加工性能，加工成鳞片状的二级散热体，将从一级散热体传输过来的热量由三级散热体（水冷或风冷）散发到环境中。目前一级散热体材料大多是铜、银、铝等与高体积含量的颗粒金刚石复合，一来是降低热膨胀系数，二是提高热导率。该方法的缺点为，含大量颗粒金刚石的复合一级散热体，成型加工性能很差，强度低，作一级散热体需要有一定厚度才能保证强度，但这也使沿厚度方向的热扩散距离增大，虽然热导率较高，热阻却不小，另外，过厚的一级散热体也不利用整个微电子器件的小型化；一级散热体大多以机械接触方式与二级散热体连接，接触热阻大，尽管涂敷导热硅脂能将接触热阻适当降低，但整体散热热阻不能有效减小，散热效果仍然有限。

高效热沉仍是当今学者研究热点，但大多致力于对单一的一级散热体材料提高热导率的研究，工艺复杂，虽热导率提高明显，但一级散热体的抗弯强度及机械加工性能显著变差。单独研究一级散热体或二级散热体不能解决上述综合问题。

发明内容

为克服上述现有技术存在的缺点和不足，本发明提供一种嵌入式组合热沉。其特征为：高热导率颗粒金刚石嵌入二级散热体材料中，形成一级散热体，将热膨胀系数调整在6～9×10^-6/℃范围，与微电子器件匹配；一级散热体和二级散热体一体化，不存在机械接触界面，消除了接触热阻；一级散热体为铜、铝、银与金刚石复合层，厚度只有几十微米，热阻很小，一级散热体的强度依靠二级散热体材料作支撑；二级散热体与一级散热体用一次性模压成型制备，减少了制备工艺环节，降低了成本。嵌入式组合热沉加工性能优良，可进行切削、铣削、钻孔等加工工艺，可方便的根据需要进行各种形状加工。

本发明的另一目的在于提供一种上述嵌入式组合热沉的制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种嵌入式组合热沉，包括一级散热体和二级散热体，以二级散热体为基体，所述一级散热体嵌入基体表层中，形成位于基体表层的复合层，该一体化的结构即为嵌入式组合热沉。

所述一级散热体为金刚石粉，二级散热体为铜、铝、银或其合金。

所述复合层的厚度为5～40微米。

该热沉的厚度为2～4mm。

采用一次性模压成型方式将一级散热体嵌入基体材料。

所制备的嵌入式组合热沉，其表面热膨胀系数为6～9×10^-6/℃，表面粗糙度比为Ra0.5～0.8μm；厚度为2～4mm，厚度方向的热导率为150～400W/m.℃。

上述嵌入式组合热沉的制备方法，包括下述步骤：

（1）以二级散热体为基体，将基体进行软化退火热处理；软化退火热处理可根据热处理手册依据所选择的材料进行，若板材出厂时已经进行过软化退火处理，则该步骤可省略；

（2）将金刚石粉（一级散热体）用液体配成悬浮液，然后将基体平放在盛悬浮液的容器底部，使金刚石粉沉降在基体表面；在不改变基体表面金刚石分布的前提下，将液面降至低于样品表面（通常采用虹吸或容器底部静排水法），取出样品，此时样品表面覆盖有一层含金刚石粉的甘油水液膜；

（3）先减薄样品表面含金刚石粉的液膜厚度；再用模压法将样品表面的金刚石粉压入基体内（模压后的样品可在清水中超声清洗，以去除少量与基体粘附不牢的金刚石颗粒，然后在空气中风干）；最后对模压后的样品进行扩散退火处理，冷却后即得到嵌入式组合热沉。

步骤（1）所述二级散热体为铜、铝、银或其合金，其中铜、银或其合金的软化退火和扩散退火，均需在氢保护性气氛炉内进行。

由于纯金属的铜和银与金刚石的化学相容性不好，所述二级散热体优选铜或银掺杂0.2～0.8%wt.的铬，形成的铜铬或银铬合金；或优选铜或银掺有0.1～0.5%wt.硼，形成的铜硼或银硼合金，经后续的扩散退火热处理后，可显著降低铜/金刚石或银/金刚石界面热阻，并提高基体对金刚石颗粒的粘附力；或为ZL102（硅铝明）、纯铝。

步骤（2）所述液体为含甘油10～30%体积分数的水溶液。

步骤（2）所述悬浮液的配制方法如下：根据容器底部面积S、金刚石粉粒度h和金刚石粉面积覆盖率η，η取值50～80%，利用公式m=3500ηSh，单位毫克，计算得出所要加入的金刚石粉质量m；将金刚石粉加入液体中，经超声充分分散，得到悬浮液。覆盖概率高时，表面热膨胀系数小，但会增加模压工艺的困难；覆盖率低时，模压工艺容易保证，但热膨胀系数较高，可根据需要进行设定。

所述金刚石粉为MBD4级以上的高热导率金刚石微粉，粒度在W5～40范围。

步骤（3）减薄样品表面液膜厚度的方法为：在无风的空气中风干样品表面的液膜至边角刚开始变干，所得液膜厚度为最终减薄厚度。

步骤（3）所述模压法为：将样品置入压模的下模中，有金刚石粉面朝上，轻轻合上上模，为确保在模压过程中金刚石微粉不至于被冲击而破碎，用小于30MPa/min的加载速度加载，最大加载压力为：铜及其合金，模压压力取500～800MPa；银及其合金，取450～700MPa；铝及其合金，取250～400MPa，可用任何加载速度可调的液压机来完成；加压到最大载荷后，保压1～10min。上模与样品间不能有横向错动，以免改变样品表面金刚石微粉的分布。模具可采用冷作模具钢制作，要求上模加工为镜面抛光状态，下模可根据需要加工成各种如鳞片状风冷、水冷散热面，上下模具硬度要求在HRC60-63范围。

步骤（3）所述扩散退火的条件为：对于CuCr基体，加热至850～900℃，保温30～60min，炉冷；对于AgCr基体，加热至820×880℃，保温30～60min，炉冷；对于CuB基体，加热至700～780℃，保温30～60min；对于AgB基体，加热至700～750℃，保温30～60min；对于纯铝或铝合金，加热至300～480℃，保温30～90min。以上扩散退火可在金刚石与基体界面处形成薄化合物层，这显著提高了金刚石与基体的粘附性能，界面热阻减小；同时基体变形缺陷消失，晶界减少，整个组合热沉的热导率显著提高。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

（1）本发明嵌入式组合热沉的二级散热体为高热导率的金属（铜、铝、银等）或合金，而改进后的一级散热体为二级散热体金属与金刚石的复合层，二级散热体金属与一级散热体金属一体化，不存在机械接触界面和冶金界面，一级散热体层中嵌入有高热导率的金刚石颗粒，保证一级散热体的热导率同时，降低一级散热体的热膨胀系数，与常见的半导体材料（硅，砷化镓，氮化镓等）匹配。

（2）本发明嵌入式组合热沉在工艺上采用撒粉、模压和扩散退火三步法实现。第一步，选择合适的二级散热体材料作基体，将金刚石粉用合适的液体配成悬浮液，将基体平放在在容器底部，使金刚石粉沉降在基体表面；第二步，用高硬度上下模具夹住撒粉工件，在上模上施加压力，直接将工件表面金刚石粉压入基体内；第三步，对模压后的样品进行扩散退火处理，消除形变缺陷，提高界面金刚石粉粘结强度，降低界面热阻和组合热沉的总热阻，提高嵌入式组合热沉的散热效果。

（3）本发明所制得嵌入式组合热沉，从散热材料性能和热沉结构设计综合考虑散热热阻，将一级散热体和二级散热体以无缝形式组合在一起，消除了一级散热体和二级散热体接触热阻，同时一级散热体减薄至最小，一级散热体热阻很小，整个热沉体积小，能直接机械切削和钻削加工，散热效果好，适用面广。能直接用于现有的LED散热热沉以及大功率微电子器件的散热封装设计。

附图说明

图1是本发明撒粉装置示意图，其中1—分散容器，2—分散液，3—被分散后沉积到样品表面的单层金刚石颗粒，4—基体。

图2是本发明模压装置示意图，其中5—上模，4—基体，6—下模。

图3是本发明模压后的组合热沉结构示意图，表面金刚石颗粒全部压入二级散热体，形成嵌入式组合热沉，其中7—改进后的一级散热体（金刚石与二级散热体复合层）。

图4是本发明在CuCr(0.8%wt.)基体表面模压W10金刚石粉后的样品表面SEM形貌，金刚石颗粒分布均匀，且深深嵌入CuCr(0.8%wt.)基体中，表面金刚石的体积含量达到60%，该面的热膨胀系数为7.5×10^-6/℃，满足微电子器件热膨胀系数的匹配要求。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但发明的实施方式不限于此。

实施例1

（1）选用CuCr(0.8%wt.)合金作二级散热体（基体），切割成20×10×2mm块状样品，对所需撒金刚石粉的面机械抛光，并用无水酒精超声清洗15分钟，以去除表面残存的抛光膏，最后冷风吹干；

（2）将抛光并清洗好的样品置入氢保护气氛炉中，加热至500℃，保温20分钟后，随炉冷却至室温。只有冷却到低于80℃方可去除氢保护，获得光亮软化退火CuCr(0.8%wt.)合金；

（3）用MBD4级W10金刚石粉作嵌入颗粒。用50毫升平底烧杯作撒粉容器，内径为4.2厘米。金刚石微粉对容器底面的覆盖率取60%，根据公式60%3.5Sh，计算出W10金刚石微粉的加入量为29毫克；

（4）在50毫升的烧杯中加入20毫升蒸馏水和5毫升甘油，充分混合后用蒸馏水补充总体积至25毫升，用电子天平准确秤取29毫克W10金刚石微粉至甘油水溶液中，然后将装有金刚石的烧杯在水浴超声波中充分分散混合，形成均匀的金刚石悬浮液后，停止超声，立即将样品至于容器底部，抛光面朝上，充分静置，让金刚石微粉均匀沉降在容器底部和样品表面。若电子天平难以准确秤量29毫克金刚石微粉，可秤取290毫克的W10金刚石微粉于50毫升1:4的甘油水溶液中，用超声充分分散后，立即量取5毫升悬浮液于20毫升的甘油水溶液中，再超声分散，最后放入样品进行沉降。

（5）待悬浮液中的金刚石微粉充分沉降完毕，用吸管轻轻将甘油水溶液吸出，注意过程要轻，不可引起湍流而改变沉降的金刚石在样品表面的分布。到液面低于样品表面时，取出样品，在无风的空气中稍微风干，以降低样品表面的液膜厚度；

（6）待样品风干至边角有开始变干趋势时，立即将样品至于压模中，轻轻和上上模，上模在合上时不允许左右方向移动，否则会改变样品表面金刚石的分布，然后开始加压。需要注意的是，样品表面需要在含有液膜的情况下进行压制，否则，液膜变干的区域不均匀性，液膜表面张力将改变金刚石颗粒的分布，加入甘油能显著降低液膜变干速度；

（7）模压最终压力取600MPa，用30MPa/min的加载速度进行模压，当加载到400MPa时，保压1～2min，然后继续加载至600MPa，保压5min，然后可卸载并取出样品；

（8）将模压后的样品至于蒸馏水中超声清洗，以去除少量模压后与基体粘附不牢的金刚石粉末，然后风干；

（9）将风干的样品置于氢保护气氛炉中，加热至880℃后保温60min，炉冷至室温即制成铜基嵌入式组合热沉。

所制备的嵌入式组合热沉，包括金刚石粉3和二级散热体，以二级散热体为基体4，所述金刚石粉3嵌入基体4表层中，形成位于基体4表层的复合层7，该一体化的结构即为嵌入式组合热沉。所述复合层的厚度为10微米。该热沉的厚度为2mm。其表面热膨胀系数为7.5×10^-6/℃，表面粗糙度比为Ra0.6μm，嵌入金刚石与铜基体咬合牢固。厚度方向的热导率为398W/m.℃，与纯铜相当，但因厚度只有2mm，且没有接触热阻，总热阻只有5×10^-6m².℃/W，远比当今应用的小。界面分析显示，铜与金刚石界面形成了厚度小于100nm的Cr₃C₂，改善了铜与金刚石的界面粘附性能，降低了界面热阻，且提高金刚石与铜的粘附性能。

实施例2

（1）选用CuB(0.5%wt.)合金作二级散热体（基体），切割成20×10×2mm块状样品，对所需撒金刚石粉的面机械抛光，并用无水酒精超声清洗15分钟，以去除表面残存的抛光膏，最后冷风吹干；

（2）将抛光并清洗好的样品置入氢保护气氛炉中，加热至500℃，保温20分钟后，随炉冷却至室温。只有冷却到低于80℃方可去除氢保护，获得光亮软化退火CuB(0.5%wt.)合金；

（3）用MBD4级W30金刚石粉作嵌入颗粒。用50毫升平底烧杯作撒粉容器，内径为4.2厘米。金刚石微粉对容器底面的覆盖率取60%，根据公式60%3.5Sh，计算出W30金刚石微粉的加入量为87毫克；

（4）在50毫升的烧杯中加入20毫升蒸馏水和8毫升甘油，充分混合后用蒸馏水补充总体积至30毫升，用电子天平准确秤取87毫克W30金刚石微粉至甘油水溶液中，然后将装有烧杯在水浴超声波中充分分散混合，形成均匀的金刚石悬浮液后，停止超声，立即将样品至于容器底部，抛光面朝上，充分静置，让金刚石微粉均匀沉降在容器底部和样品表面。若电子天平难以准确秤量87毫克金刚石微粉，可秤取870毫克的W30金刚石微粉于50毫升1:3的甘油水溶液中，用超声充分分散后，立即量取5毫升悬浮液于25毫升的甘油水溶液中，再超声分散，最后放入样品进行沉降。

（5）带悬浮液中的金刚石微粉充分沉降完毕，用吸管轻轻将甘油水溶液吸出，注意过程要轻，不可引起湍流而改变沉降的金刚石在样品表面的分布。到液面低于样品表面时，取出样品，在无风的空气中稍微风干，以降低样品表面的液膜厚度；

（6）待样品风干至边角有开始变干趋势时，立即将样品至于压模中，轻轻和上上模，上模在合上时不允许左右方向移动，否则会改变样品表面金刚石的分布，然后开始加压。需要注意的是，如样品表面需要在含有液膜的情况下进行压制，否则，液膜变干的区域不均匀性，液膜表面张力将改变金刚石颗粒的分布，加入甘油能显著降低液膜变干速度；

（7）模压最终压力取700MPa，用30MPa/min的加载速度进行模压，当加载到450MPa时，保压1～2min，然后继续加载至700MPa，保压5min，然后可卸载并取出样品；

（9）将风干的样品置于氢保护气氛炉中，加热至780℃后保温60min，炉冷至室温即制成铜基嵌入式组合热沉。

所制备的嵌入式组合热沉，包括金刚石粉3和二级散热体，以二级散热体为基体4，所述金刚石粉3嵌入基体4表层中，形成位于基体4表层的复合层7，该一体化的结构即为嵌入式组合热沉。所述复合层的厚度为30微米。该热沉的厚度为2mm。其表面热膨胀系数为7.3×10^-6/℃，表面粗糙度比为Ra0.5μm，嵌入金刚石与铜基体咬合牢固。厚度方向的热导率为400W/m.℃，与纯铜相当，但因厚度只有2mm，且没有接触热阻，总热阻只有5×10^-6m².℃/W，远比当今应用的小。界面分析显示，铜与金刚石界面形成了厚度小于100nm的碳化硼，改善了铜与金刚石的界面粘附性能，降低了界面热阻，且提高金刚石与铜的粘附性能。

实施例3

（1）选用ZL102(含Si10～13wt.%)合金作二级散热体（基体），切割成20×10×4mm块状样品，对所需撒金刚石粉的面机械抛光，并用无水酒精超声清洗15分钟，以去除表面残存的抛光膏，最后冷风吹干；

（2）将抛光并清洗好的样品置入低温退火炉中，加热至250～300℃，保温60min后，随炉冷却至室温。将退火后的样品置于5%的NaOH溶液中，看到有氢气泡冒出时，迅速用蒸馏水漂洗干净。浸泡NaOH溶液的目的是减薄退火时形成的氧化膜厚度；

（3）用MBD4级W10金刚石粉作嵌入颗粒。用50毫升平底烧杯作撒粉容器，内径为4.2厘米。金刚石微粉对容器底面的覆盖率取70%，根据公式70%3.5Sh，计算出W10金刚石微粉的加入量为34毫克；

（4）在50毫升的烧杯中加入20毫升蒸馏水和5毫升甘油，充分混合后用蒸馏水补充总体积至25毫升，用电子天平准确秤取34毫克W10金刚石微粉至甘油水溶液中，然后将装有烧杯在水浴超声波中充分分散混合，形成均匀的金刚石悬浮液后，停止超声，立即将样品至于容器底部，抛光面朝上，充分静置，让金刚石微粉均匀沉降在容器底部和样品表面。若电子天平难以准确秤量29毫克金刚石微粉，可秤取340毫克的W10金刚石微粉于50毫升1:4的甘油水溶液中，用超声充分分散后，立即量取5毫升悬浮液于20毫升的甘油水溶液中，再超声分散，最后放入样品进行沉降。

（7）模压最终压力取300MPa，用20MPa/min的加载速度进行模压，当加载到180MPa时，保压1～2min，然后继续加载至300MPa，保压7min，然后可卸载并取出样品；

（9）将风干的样品置于低温退火炉，加热至300～350℃后保温60min，炉冷至室温即制成铜基嵌入式组合热沉。

所制备的嵌入式组合热沉，包括金刚石粉3和二级散热体，以二级散热体为基体4，所述金刚石粉3嵌入基体4表层中，形成位于基体4表层的复合层7，该一体化的结构即为嵌入式组合热沉。所述复合层的厚度为10微米。该热沉的厚度为4mm。其表面热膨胀系数为7.8×10^-6/℃，表面粗糙度比为Ra0.6μm，嵌入金刚石与铝基体咬合牢固。厚度方向的热导率为150W/m.℃，与ZL102相当，厚度为4mm时，总热阻只有2.7×10^-5m².℃/W，虽比铜基热沉高一数量级，但仍能满足大多数工况需求，且体积变小，有利于小型化设计。界面研究显示，ZL102中的硅在退火热处理时没有与金刚石形成碳化物，只有铝与金刚石形成了断续的Al₄C₃，同时还能观察到界面存在一些氧化铝，说明界面热阻比铜基热沉要高，但因没有接触热阻，且厚度方向降低显著，热沉散热效果仍较大提高。

实施例4

（1）选用纯铝作二级散热体（基体），切割成20×10×4mm块状样品，对所需撒金刚石粉的面机械抛光，并用无水酒精超声清洗15分钟，以去除表面残存的抛光膏，最后冷风吹干；

（2）将抛光并清洗好的样品置入低温退火炉中，加热至300～400℃，保温60min后，随炉冷却至室温。将退火后的样品置于5%的NaOH溶液中，看到有氢气泡冒出时，迅速用蒸馏水漂洗干净。浸泡NaOH溶液的目的是减薄退火时形成的氧化膜厚度；

（3）用MBD4级W30金刚石粉作嵌入颗粒。用50毫升平底烧杯作撒粉容器，内径为4.2厘米。金刚石微粉对容器底面的覆盖率取70%，根据公式70%3.5Sh，计算出W30金刚石微粉的加入量为102毫克；

（4）在50毫升的烧杯中加入20毫升蒸馏水和8毫升甘油，充分混合后用蒸馏水补充总体积至30毫升，用电子天平准确秤取102毫克W30金刚石微粉至甘油水溶液中，然后将装有烧杯在水浴超声波中充分分散混合，形成均匀的金刚石悬浮液后，停止超声，立即将样品至于容器底部，抛光面朝上，充分静置，让金刚石微粉均匀沉降在容器底部和样品表面。若电子天平难以准确秤量87毫克金刚石微粉，可秤取1020毫克的W30金刚石微粉于50毫升1:3的甘油水溶液中，用超声充分分散后，立即量取5毫升悬浮液于25毫升的甘油水溶液中，再超声分散，最后放入样品进行沉降。

（7）模压最终压力取250MPa，用20MPa/min的加载速度进行模压，当加载到150MPa时，保压1～2min，然后继续加载至250MPa，保压10min，然后可卸载并取出样品；

（9）将风干的样品置于低温退火炉，加热至400～450℃后保温30min，炉冷至室温即制成铝基嵌入式组合热沉。

所制备的嵌入式组合热沉，包括金刚石粉3和二级散热体，以二级散热体为基体4，所述金刚石粉3嵌入基体4表层中，形成位于基体4表层的复合层7，该一体化的结构即为嵌入式组合热沉。所述复合层的厚度为30微米。该热沉的厚度为4mm。其表面热膨胀系数为8×10^-6/℃，表面粗糙度比为Ra0.8μm，嵌入金刚石与铝基体咬合牢固。该热沉厚度方向的热导率为220W/m.℃，与纯铝相当，厚度为4mm时，总热阻只有1.8×10^-5m².℃/W，比ZL102有所降低，但纯铝硬度和刚度比ZL102低，使用时受外力很容易变形，可根据实际工况需要进行设计。界面研究显示，铝与金刚石形成了断续的Al₄C₃，同时还能观察到界面存在一些氧化铝，影响了界面热阻，但因没有接触热阻，且厚度方向降低显著，热沉散热效果仍较大提高。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种嵌入式组合热沉的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)以二级散热体为基体，将基体进行软化退火热处理；

(2)将金刚石粉用液体配成悬浮液，然后将基体平放在盛悬浮液的容器底部，使金刚石粉沉降在基体表面；在不改变基体表面金刚石分布的前提下，将液面降至低于基体表面，取出基体；

(3)先减薄基体表面含金刚石粉的液膜厚度；再用模压法将基体表面的金刚石粉压入基体内；最后对模压后的基体进行扩散退火处理，冷却后即得到嵌入式组合热沉。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述二级散热体为铜、铝、银或其合金，其中铜、银或其合金的软化退火和扩散退火，均需在氢保护性气氛炉内进行。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述二级散热体为铜或银掺杂0.2～0.8wt％的铬，形成的铜铬或银铬合金；或为铜或银掺有0.1～0.5wt％硼，形成的铜硼或银硼合金。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述液体为含甘油10～30％体积分数的水溶液。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述悬浮液的配制方法如下：根据容器底部面积S、金刚石粉粒度h和金刚石粉面积覆盖率η，η取值50～80％，利用公式m＝3500ηSh，单位毫克，计算得出所要加入的金刚石粉质量m；将金刚石粉加入液体中，经超声充分分散，得到悬浮液。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的制备方法，其特征在于，所述金刚石粉为MBD4级以上的高热导率金刚石微粉，粒度在W5～40范围。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)减薄基体表面液膜厚度的方法为：在无风的空气中风干基体表面的液膜至边角刚开始变干，所得液膜厚度为最终减薄厚度。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述模压法为：用小于30MPa/min的加载速度加载，最大加载压力为：铜及其合金，模压压力取500～800MPa；银及其合金，取450～700MPa；铝及其合金，取250～400MPa，加压到最大载荷后，保压1～10min。

9.根据权利要求1或2或3或4所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述扩散退火的条件为：对于铜铬基体，加热至850～900℃，保温30～60min，炉冷；对于银铬基体，加热至820～880℃，保温30～60min，炉冷；对于铜硼基体，加热至700～780℃，保温30～60min；对于银硼基体，加热至700～750℃，保温30～60min；对于纯铝或铝合金，加热至300～480℃，保温30～90min。

10.权利要求1～9任意一项方法所制备的嵌入式组合热沉，其特征在于，其表面热膨胀系数为6～9×10^-6/℃，表面粗糙度比为Ra0.5～0.8μm；厚度为2～4mm，厚度方向的热导率为150～400W/m·℃。