微电子器件高功率密度、小型化和高可靠性的发展趋势要求电子封装材料具备更加优异的热性能。在先进电子封装材料中,Diamond/Cu复合材料具有高的热导率、可调的热膨胀系数而成为研究热点。本文采用真空热压烧结方法制备了Diamond/Cu复合材料,并对成分及工艺因素对复合材料微观结构和导热性能的影响规律进行了研究。本文具体开展了以下几个方面的工作:研究了基体中Ti元素含量对Diamond/Cu复合材料微观结构和导热性能的影响。随着Ti含量的增加,热导率呈现先增加后减小的变化规律,当Ti含量为1.1wt%时热导率达到最高值511W·m-1·K-1。Ti含量小于1.1wt%时,烧结过程中界面间生成的碳化物数量和面积随Ti含量的增加而增加,优化了界面结合,增加了界面传热通道数量,使复合材料导热性能提高。Ti含量从1.1wt%增加至1.4wt%时,界面碳化物层厚度从2.11μm增加至3.04μm,表明过量的Ti元素使碳化物层厚度增加,低导热性能的碳化物层成为新的热阻层,导致复合材料导热性能下降。在Diamond/Cu-1.1wt%Ti复合材料的基础上,保持材料组成和烧结压力不变,研究了烧结时间对复合材料微观结构和导热性能的影响。复合材料热导率随烧结时间的延长先略微减小然后增加,最低为339W·m-1·K-1。界面过渡层厚度随烧结时间的延长逐渐增加,当烧结时间为30min、60min和90min时,界面过渡层厚度分别为1.23、1.34和2.11μm。碳化物对复合材料整体导热性能的最佳改善效果要求碳化物层达到一定的厚度才能得以实现。在Diamond/Cu-1.1wt%Ti复合材料的基础上,保持增强体体积分数不变,研究了不同粒径金刚石颗粒混合比例对复合材料微观结构和导热性能的影响。小粒径颗粒(D2,60μm)含量的增加,影响原有的大粒径颗粒(D1,300μm)与基体的结合状态,复合材料热导率随D2含量的增加持续降低。同样的体积分数下,小粒径颗粒的数量更多,表面积更大,增加了对界面热传递的阻碍作用。随着D2含量从10vol%增加至40vol%,D1和基体之间的碳化物层厚度从2.19μm减小至0.81μm。由于金刚石数量和表面积增加,颗粒间距离减小,使得基体中Ti源不足,D1表面形成的碳化物层厚度减小,较薄的碳化物层使得D1与基体间没有形成有效的化学结合,从而降低了复合材料导热性能。因此,在增强体中添加小粒径金刚石颗粒时,需要提高基体中活性元素含量才能提高碳化物层厚度,从而可望使导热性能得到改善。