CN1300353C - 高热导率铜合金 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高热导率铜合金，其组分和含量以重量百分比计：0.001～0.008%的稀土金属RE，0.01%～0.35%的碲，0.001%～0.0035%的锂，余量为铜。本发明的高热导率铜合金，其热导率λ＝511.6～524.4Wm-1k-1。因此它的热导率比纯银高23.6%～26.7%，比纯铜高31～34%，大大提高了热导材料的热导率，能有效地解决目前新一代CPU在3.5G～5.5G的散热问题。

Description

高热导率铜合金
技术领域
本发明涉及一种合金，具体来说，涉及一种高热导率铜合金。
背景技术
许多产品设备都需要散热。尤其在电子产品领域，由于产品的不断小型化，电子元件的集成度不断提高，电子产品的散热制约着产品的发展。特别是在计算机芯片领域，一块芯片上集成了上亿只晶体管，其发热量是特别巨大的。目前美国公司英特尔生产Pentium4 3.2G笔记本电脑微处理器，其功耗就达72瓦，相当于一台21寸普通彩色电视机的功耗，而该微处理器的面积非常小，仅有9.6平方厘米，可见其散热多么重要。当前采用的散热方案是在芯片上加导热效果较好的纯铜散热器、芯片风扇的方式来解决散热问题。但主频的不断提升，又带来了功率和发热量的进一步提高。一个芯片测试小组通过测评发现新型处理器由于散热问题没有得到很好的解决，在运行速度、运行可靠性方面，甚至不如老的处理器。因而如何解决处理器的散热问题，已成为英特尔当前急需攻克的一道难关。在解决散热问题上，非常重要的一个方面，就是要进一步提高铜合金材料的热导率。
目前的铜合金材料，一般只有的三百多Wm-1k-1，如1989年7月19日审定公告的，湖南省冶金材料研究所、杭州有色金属压延厂共同申请的，公告号为CN1004813，名称为“铜锑合金”的中国发明专利申请公开了一种铜合金材料，含有0.01～0.60％的锑，0.01～0.60％的锡，含有0.01～0.3％的锆或0.01～0.1％的磷或0.01～0.3％的铈或0.01～0.3％的铈加镧或0.01～0.5％的混合稀土，或同时含有上述两种或两种以上元素，还可以加入镧0.01～0.3％，余量为铜。该发明的合金材料的热导率为0.805卡/厘米·秒·℃，即337Wm-1k-1。其他材料的合金，如此2003年1月29日公开的，公告号为CN1393572A，名称为“一种低膨胀高导热的硅铝合金”公开的合金材料，其热导率150Wm-1k-1更是不能满足要求。目前，纯(紫)铜、银的热导率最高，但也只能达到纯(紫)铜388～391Wm-1k-1、银416Wm-1k-1。
发明内容
本发明的发明目的在于克服上述不足，提供一种具有更高热导率的铜合金。
本发明的高热导率铜合金，其组分和含量以重量百分比：0.001～0.008％的稀土金属RE，0.01％～0.35％的碲，0.001％～0.0035％的锂，余量为铜。
本发明的高热导率铜合金，其热导率λ＝511.6～524.4Wm-1k-1。因此它的热导率比纯银(＜414Wm-1k-1)高23.6％～26.7％，比纯铜(391Wm-1k-1)高31～34％，大大提高了热导材料的热导率。
经检索查新，本发明的高热导率铜合金处于国际铜及铜合金材料热导率的领先地位。根据推算，它能解决目前世界上CPU在3.5G～5.5G的散热问题，因而，将有效地解决目前新一代芯片的散热问题。
具体实施方式
下面结合生产工艺流程和具体实施例，对本发明高热导率铜合金作进一步详细的说明和描述。
工艺过程：
            采用    高纯阴极铜    Cu
                    高纯碲        Te
                    低钠锂        Li
                    稀土金属      RE
通过真空熔炼取得中间合金TeCu、LiCu，再将RE、TeCu、LiCu、Cu在真空条件熔炼铸锭成新型特种高热导率合金材料。经四川工业学院晶相分析研究在晶界面上Te成串珠状，这是构成高热导率的关键。Li与Cu中的铋Bi等生成高熔点化合物，呈细化弥散状态分布于晶粒内，提高Cu的高温塑性。RE也是提高Cu的高温塑性，对延伸率δ、面缩率ψ有益。经西南交通大学分析测试中心检测：热导率λ＝511.6～524.4Wm-1k-1。
下表是本发明高热导率铜合金的几种实施例及相应的热导率测试结果。
序号                 成份重量百分比(％) 热导率Wm-1k-1
  RE   Te   Li   Cu
  01   0.005   0.35   0.0036   余量   487
  02   0.004   0.34   0.0035   余量   519
  03   0.0035   0.22   0.0034   余量   524.4
  04   0.003   0.17   0.0030   余量   520.8
  05   0.002   0.15   0.0020   余量   511.6
  06   0.001   0.10   0.0010   余量   488.5
从上表我们可以看到，本发明的高热导率铜合金，在按重量百分比为0.001～0.008％的稀土金属RE，0.01％～0.35％的碲Te，0.001％～0.0035％的锂Li，余量为铜的范围内，热导率具有大幅度提高。
本发明的高热导率铜合金不限于具体实施方式的范围，本实施方式只是帮助理解本发明，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (1)

1.一种高热导率铜合金，其特征在于其组分和含量以重量百分比计如下：
0.001～0.008％的稀土金属RE
0.01％～0.35％的碲
0.001％～0.0035％的锂
余量为铜。
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