由于电子元器件的功率以及电路集成度的提高，在微电子封装领域中产生了对于高热导率(TC)和热膨胀系数(CTE)与Si和AsGa相匹配的材料的需求。第一代封装材料，Kovar(TC=17 W/m·K,CTE=5.3×10-6/℃)，第二代封装材料，Cu/W(TC=190 W/m·K,CTE=7.4×10-6℃)，Cu/Mo，第三代封装材料，Al/SiC(TC=185 W/mm·K,CTE=8.3×lO-6℃)，Al/Si，已经不能满足近来大功率电子元器件的散热要求。本文采用金刚石表面预处理与放电等离子烧结(SPS)和高温高压(HPHT)合成技术相结合的工艺，制备出了致密的块状高金刚石体积分数铜/金刚石复合材料，并对金刚石表面预处理、SPS烧结工艺参数、铜/金刚石块体材料各项性能及其影响因素以及界面热阻的微观机制做了相关探讨和研究。主要内容和结果如下：　　 本文采用化学镀铜技术包覆工业级金刚石粉体以及预镀覆Ti或Cr金刚石粉体，制备出不同质量比的铜/金刚石复合粉体，包覆层均匀完整，不但改善了铜-金刚石的界面润湿性，同时也很好地解决了金刚石颗粒无法与铜粉混合均匀的问题，为制备分布均匀的高金刚石体积分数的铜/金刚石复合材料提供了条件。　　 分别采用未包覆粉末和包覆粉末，利用SPS方法制备出了致密的铜/金刚石复合材料。研究了烧结温度、烧结压力和烧结时间等工艺参数对烧结体致密度和热导率的影响，得到了这些工艺参数与烧结体性能之间的关系。同样，以包覆粉末为原料，采用HPHT方法，制备了致密度较高的铜/金刚石烧结体，但是其热导率略低于SPS方法制备的烧结体。　　 对上述烧结体的测试表明，随着金刚石体积百分含量的增加以及粒径的增大，铜/金刚石复合材料的热导率呈上升趋势。但是体积分数越高，越难获得高致密度的铜/金刚石块体材料。与采用未包覆的铜、金刚石粉体来烧结相比，采用包覆的方法不仅可以获得金刚石颗粒分布均匀的金刚石/铜块体材料，而且能有效地提高烧结体的相对致密度，使高金刚石体积分数铜/金刚石烧结体的热导率得到明显的提高。研究发现，铜/金刚石复合材料的界面对复合材料的热导率起着重要的作用，铜/金刚石界面含有Ti和Cr过渡层的复合材料热导率要高于单纯铜-金刚石界面的复合材料。　　 由于金刚石体积分数70％的复合材料热膨胀系数为6.2×10-6/℃左右，而金刚石体积分数和粒度过大将会严重影响其机加工性能。故采用含Ti过渡层和化学镀铜增厚且粒度为100μm的金刚石作为烧结粉体，按照优化后SPS工艺，即烧结温度(930℃)、保温时间(30 min)和烧结压强(70 MPa)制备出金刚石体积分数为70％烧结体，热导率可达404 W/m·K。这种材料的机械加工性能(包括线切割加工性能和表面平整化性能)，表面金属化性能和钎焊性能都比较良好。这些热物理性能也满足电子封装的需要。进一步采用更大颗粒的金刚石，按照颗粒匹配的方式可以得到金刚石体积百分含量为80％的复合材料，其热导率为612 W/m·K。　　 本文通过热弹性力学的方法分析计算了复合材料中界面处的应力和应变，并结合断口的观察结果，提出了由于金刚石和铜之间热膨胀系数的巨大差异造成的界面脱粘，会产生界面接触热阻。而界面处热膨胀系数适中、能够与金刚石形成碳化物过渡层元素的存在，可以减少界面热阻，提高复合材料的热导率。从而定性地解释了不同界面结合强度对于热导率的影响。