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IGBT模块作为重要的高频大功率开关元器件，频繁的热循环导致模块的层状结构之间钎焊焊层内产生热应力，使得焊层开裂脱落，进而导致IGBT模块芯片工作产生的热量不能通过基板有效散出，结果因为温度过高而失效。与传统的电子封装材料相比，颗粒增强相金属基复合材料(金刚石/铝)基板由于具有较高的热导率和与IGBT模块所用其他半导体材料Si、Ga、As等相匹配的热膨胀系数，能够充分解决IGBT模块这一主要失效难题；金刚石/铝复合材料基板同时还具有刚度高、密度小、几何精度高等优点，这些都是其作为具有广阔前景封装材料的优质性能。在本课题中，采用的是压力渗透法净成形工艺制备金刚石/铝复合材料基板；由于金刚石颗粒与铝熔液之间的浸润性较差，通过对金刚石颗粒进行表面金属化可以防止金刚石与铝元素在界面层发生有害的界面反应，同时提高金刚石颗粒与铝之间的界面结合力；铝合金牌号选用ZL104，设定铝锭的熔融温度为740±5℃，保温时间为30min，预热模具温度设定为540±5℃。采用压力渗透法净成型工艺制备金刚石/铝复合材料具体制备方案如下所示：首先采用分次振动法充填一定比例不同颗粒细度混合的镀层金刚石粉末，金刚石颗粒的粒度配比方案，是通过理论公式推导和实验分析验证的方法确定，理想的颗粒配比方案应为60#金刚石颗粒占70%，320#金刚石颗粒占30%；装入成型模具振动压实后，浇铸铝液并采用压力渗透的方式压铸成型；在成型模具的隔板上通过数控机床加工出相应凹面，并用0.1~0.2mm厚的Al2O3纸添加在金刚石颗粒两侧，在高温高压下铝液渗透燃烧Al2O3纸并实现铝层包覆工艺。当金刚石的体积分数达到58%～62%，金刚石/铝的制备效果随着模具预热温度的升高，铝液的渗透效果越好；金刚石颗粒粒径大小的选择和配比方案对金刚石/铝复合材料的性能、制备造成显著影响，主要影响铝液在金刚石颗粒间隙中的渗透能力。另外，Ansys热分析在本课题中的运用主要是确定组合模具的最优预热温度及铝液的熔融温度；模具的预热温度与铝液渗透能力、晶界结合、提高基板硬度及降低样品气孔率直接相关，在分析归纳后确定模具的最优预热方案；并利用Ansys的机械应力分析，验证外模套的壁厚优化及加强筋的加固作用。压力渗透法制成的金刚石/铝复合材料基板样件脱模成型后，通过仪器测试其热导率与热膨胀系数测试值基本符合基板材料的性能要求，同时包括基板铝层包覆工艺、拱形面实现及复合材料密度也均符合成品的基本要求。金刚石/铝复合材料以其优越的性能有效应用于IGBT模块的电子封装领域，并有望成为最新一代电子封装材料以及该领域的研究热点。