金刚石/铜复合材料，，，超高热导半导体封装基板

随着微电子技术的发展
，，高密度组装、、、、小型化特性愈发明显，，组件热流密度越来越大，，，，对新型基板材料的要求越来越高，，，，要求具有更有的热导率
、
、
、更匹配的热膨胀系数以及更好的稳定性，
，，金刚石作为新一代基板材料正得到愈来愈多的关注，，金刚石/金属基复合材料，，，作为电子封装的基板材料，
，，已初步验证其性能，，，既具有低热膨胀系数又具有高热导率
，
，
，已实现小规模应用。。。。

另外，，，，随着诸如ChatGPT这类生成式人工智能模型的应用热潮汹涌，，
，，算力时代疾驰而至。
。。
。算力向下扎根于数据
，，，向上支撑着算法，，是驱动AI发展的核心动力，，，
，这催生了散热新需求。
。。。高性能芯片的散热一直是电子产品服役中的突出难题，，尤其是在“后摩尔时代”，，，先进封装多芯片系统的功率和热流密度急剧增加，，芯片热点的热流密度甚至可达到核弹爆炸级别的kW/cm²，，，，这也是限制高性能芯片功耗、
、算力和集成度的关键。。

目前这一方向已经突破性进展，
，，，例如厦门大学于大全教授团队与华为团队合作开发了基于反应性纳米金属层的金刚石低温键合技术，，
，成功将多晶金刚石衬底集成到2.5D玻璃转接板（Interposer）封装芯片的背面，
，
，，并采用热测试芯片（TTV）研究其散热特性。。

封装基板材料的要求是:高电阻率、
、、、高热导率、、、
、低介电常数、、介电损耗、、、、与硅和砷化镓有良好的热匹配性、
、、、表面平整度高、、、、有良好的机械性能及易于产业化生产等。。。早在1929年德国西门子公司成功研制Al₂O₃陶瓷后，
，已成为目前产量最多，，
，，应用最广的陶瓷基片，
，但由于其热膨胀系数 (7.2×10-6/℃) 和介电常数 (9.7) 相对Si单晶而言偏高, 热导率 (15-35W/ (m·K) , 96瓷) 仍然不够高, 导致Al₂O₃陶瓷基片并不适合在高频、、
、、大功率、、、超大规模集成电路中使用。。。因此, 开发高热导率、、、性能更为完善的基片材料成为大势所趋。。随之高导热陶瓷基片材料AlN、、SI₃N₄、
、、SiC、、、、金刚石逐步进入市场之中。。

SiC陶瓷的热导率很高,且SiC结晶的纯度越高, 热导率越大；SiC最大的缺点就是介电常数太高, 而且介电强度低, 从而限制了它的高频应用, 只适于低密度封装。
。AlN材料介电性能优良
、、
、、化学性能稳定, 尤其是它的热膨胀系数与硅较匹配等特点使其能够作为很有发展前景的半导体封装基板材料, 但热导率目前最高也只能260W/ (m·K)，，，随着半导体封装对散热的要求越来越高，
，
，AlN材料也有一定的发展瓶颈
。。。。

金刚石是目前已知自然界中热导率最高的物质
，，
，单晶金刚石的热导率为2200~2600 W/(m.K)，，，热膨胀系数约为1.1×10-6/℃
，，在半导体
、、光学等方面具有很多优良特性，，虽然单一的金刚石不易制作成封装材料，，，
，且成本较高，，，但其优胜于其他陶瓷基板材料数十倍甚至上百倍的热导率。。

金刚石是一种热导率很高，
，，散热性非常好的基板材料，，
，，在较高温度环境下应用前景广阔,是制造低功耗、、、
、高功率密度器件的最佳半导体材料。。尊龙时凯专注于金刚石材料生产研发，
，，核心产品包括金刚石热沉片
、、、金刚石窗口片、、、金刚石晶圆衬底、、
、金刚石异质集成复合衬底、、、AlN薄膜等，，，目前在大功率LED、、激光器、、
、、5G通信、、、、航空航天、
、、新能源汽车、、GPU等领域均有应用。。