“SÍNTESIS DE MATERIALES HÍBRIDOS BASE COBRE CON ALTO CONTENIDO CERÁMICO PARA APLICACIONES DE DISIPACIÓN TÉRMICA”

En el presente trabajo de investigación se fabricaron los sistemas compósitos Cu/Al2O3 y Cu/AlN bajo un diseño de propiedades termofísicas que los provean de características apropiadas para aplicaciones de empaquetamiento electrónico y disipación térmica. Los compósitos fueron fabricados por técnicas de metalurgia de polvos. Primeramente, los compósitos Cu/Al2O3 se fabricaron a partir de dos rutas de procesamiento; el primer método consiste en una ruta tradicional de metalurgia de polvos por mezclado y consolidación de los precursores cobre y alúmina puros; en una segunda ruta de procesamiento, se implementó una ruta modificada de depositación y metalurgia de polvos, en la cual las partículas de Al2O3 se recubrieron con 17 % vol. de cobre por una técnica de depositación autocatalítica. Las partículas metalizadas se emplearon entonces como relleno en la fabricación de los compósitos buscando mejorar sus características microestructurales en beneficio de sus propiedades termofísicas. Previo a su consolidación final, se estudió la conducta de compresibilidad de las diferentes mezclas ajustadas a contenidos de alúmina de 30, 40, 50 y 60 %vol. Los ensayos de compactación en frío indican una mejor compactación de las mezclas que emplean alúmina recubierta. Debido al alto grado de cerámico en los compósitos, así diseñados por funcionalización de propiedades de conductividad térmica, resistividad eléctrica y dilatación térmica, fue necesario aplicar la técnica de consolidación en caliente denominada PECS, de sus siglas en inglés Pulse Electric Current Sintering. Las condiciones de sinterización fueron 900°C y tiempo de permanencia de 10 minutos aplicando una presión de compactación de 100 MPa. La microestructura de los compósitos Cu/Al2O3 revela que cuando se usa alúmina metalizada como relleno se obtiene una mayor homogeneidad en la distribución de fases, especialmente a contenidos de relleno >50 %vol; su grado de densificación es mayor que los compósitos preparados por la ruta convencional