ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของไมโครอิเล็กทรอนิกส์และเทคโนโลยีการสื่อสาร 5G ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์กำลังก้าวไปสู่การย่อขนาดและความหนาแน่นของการบูรณาการที่สูงขึ้น วัสดุบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์แบบดั้งเดิม-ซึ่งมีค่าการนำความร้อนต่ำ ประสิทธิภาพการกระจายความร้อนต่ำ และค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนค่อนข้างสูง-อาจทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ความเร็วสูง- นำไปสู่ความเสียหายหรือความล้มเหลวได้ และด้วยเหตุนี้จึงไม่สามารถตอบสนองความต้องการของวงจรรวมประสิทธิภาพสูง-ได้
เพชรมีคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ โครงสร้าง และอิเล็กทรอนิกส์ที่ดีเยี่ยม โดยมีค่าการนำความร้อนเกิน 2000 W/(m·K) ทำให้เป็นวัสดุกระจายความร้อนในอุดมคติ- ในทางกลับกัน ทองแดงมีความสามารถในการใช้งานและการนำความร้อนได้ดีเยี่ยม การรวมกันของทั้งสองทำให้ได้คอมโพสิตเพชร/ทองแดงที่มีความหนาแน่นต่ำ ค่าการนำความร้อนสูง และค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่ปรับได้ ทำให้เป็นหนึ่งในวัสดุการจัดการความร้อนที่น่าสนใจที่สุด
ในปัจจุบัน มีหลายวิธีในการเตรียมคอมโพสิตเพชร/ทองแดง เช่น ผงโลหะ การแทรกซึม และการผลิตแบบเติมเนื้อ ในบรรดาวิธีการเหล่านี้ โลหะวิทยาแบบผงได้กลายเป็นหนึ่งในแนวทางที่ใช้กันมากที่สุด เนื่องจากมีเส้นทางการประมวลผลที่เรียบง่ายและมีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยมของวัสดุผสมที่ได้ ในวิธีนี้ ผงทองแดงและอนุภาคเพชรจะถูกผสมอย่างสม่ำเสมอโดยการกัดลูกบอลหรือวิธีการอื่นๆ จากนั้นจึงรวมเข้าด้วยกันโดยการเผาผนึกเพื่อสร้างคอมโพสิตที่มีโครงสร้างจุลภาคที่เป็นเนื้อเดียวกัน
เทคนิคการเผาผนึกที่ใช้กันโดยทั่วไป ได้แก่ การเผาผนึกแบบกดร้อน-แบบสุญญากาศ การเผาผนึกแบบกดแบบร้อน-แบบเร็ว และการเผาแบบพลาสมาแบบประกายไฟ
การเผาผนึกแบบอัดร้อน-แบบสุญญากาศ:
อนุภาคเพชรที่เคลือบโลหะแล้วผสมกับผงทองแดง จากนั้นเผาในสุญญากาศภายใต้แรงดันและอุณหภูมิที่ใช้ (การเผาแบบเฟส-สถานะของแข็งหรือของเหลว-)
ข้อดี: เทคโนโลยีที่เป็นผู้ใหญ่ อุปกรณ์ที่หาได้ทั่วไป
ข้อเสีย: อุณหภูมิการเผาผนึกสูง (900–1,000 องศา ) ความเสี่ยงของการเกิดกราไฟท์ของเพชร
การเผาผนึกแบบกดร้อน-อย่างรวดเร็ว:
แหล่งความร้อนภายนอกจะให้ความร้อนแก่แม่พิมพ์และผงอย่างรวดเร็วในขณะที่ใช้แรงดันแกนเดียว ทำให้มีความหนาแน่นได้อย่างรวดเร็ว
ข้อดี: (1) เวลาในการเผาผนึกสั้น ช่วยลดการสัมผัสเพชรที่อุณหภูมิสูงได้อย่างมาก และยับยั้งการสร้างกราฟได้อย่างมีประสิทธิภาพ (2) ความหนาแน่นสัมพัทธ์สูง โดยสูงกว่า 95 % และเข้าใกล้ความหนาแน่นทางทฤษฎี (3) โครงสร้างอุปกรณ์ต้นทุนต่ำและเรียบง่าย (4) การปรับอุณหภูมิการเผาผนึก ความดัน และเวลาในการคงตัวได้อย่างยืดหยุ่น เหมาะสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ
ข้อเสีย: (1) การให้ความร้อนภายนอกทำให้เกิดการไล่ระดับอุณหภูมิที่ขอบแม่พิมพ์; (2) ขนาดตัวอย่างถูกจำกัดด้วยขนาดของแม่พิมพ์
การเผาผนึกด้วยพลาสมาแบบประกายไฟ:
กระแสไฟฟ้าแบบพัลส์จะสร้างประกายไฟพลาสมาระหว่างอนุภาคผง ช่วยให้เกิดความร้อนและการเผาผนึกได้อย่างรวดเร็ว
ข้อดี: อัตราการให้ความร้อนเร็ว, ระยะเวลาการเผาผนึกสั้น, ลดปฏิกิริยาการสัมผัสกับพื้นผิวที่มากเกินไป
ข้อเสีย: อุปกรณ์ราคาแพง ขนาดตัวอย่างจำกัด
การใช้งานกระบวนการเผาผนึกเหล่านี้ในทางปฏิบัติต้องอาศัยการสนับสนุนของอุปกรณ์เผาผนึกที่อุณหภูมิสูง-