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    金刚石热沉片:微通道热沉解决高热流密度器件散热难题

    时间:2023-01-04浏览次数:1392

    金刚石具备极高的热导率特性,,,在高功率电子设备散热领域有着广阔的应用前景。。。金刚石微通道热沉采用了热导率高达2kw/(m·K)的金刚石膜材料,,通过设计高效微通道的结构形式,,,采用直接与功率芯片封焊和热护展的架构体系,,可满足热流密度大于1kW/cm功率组件的散热需求。。。。从雷达微波功率组件的金刚石热沉的制备,,,,到半导体激光器的金刚石热沉片,,,到新能源汽车、、光伏等领域,,尊龙时凯将全力推动金刚石热沉片等散热器件的制备,,加速推动我国高功率电子器件的发展。。


    随着雷达体制和技术不断朝着“极大极小两极化”方向发展,,,构成雷达系统基础的功能模块,,如T/R等微波功率组件,,,,呈现出多功能、高集成、大热流密度的发展趋势。。。然而,,,目前功率组件散热技术在架构体系及工艺实现方面,,仍局限在400W/cm2之内,,,高效散热技术发展越来越跟不上雷达系统的发展速度,,,,已成为技术瓶颈。。。金刚石带隙宽、、、、热导率高、、、、击穿场强高、、、载流子迁移率高、、、、耐高温、、抗酸碱、、抗腐蚀、、、、抗辐照,,,,优越的性能使其在高功率、、高频、、、高温领域等方面发挥重要作用。。研究表明,,,优化飞秒激光加工金刚石具有较好的“冷”加工效果,,,,可满足雷达超高热流密度组件金刚石热沉微通道的要求。。。


    1.jpg

    利用优化飞秒激光参数加工的金刚石微槽表面与截面形貌



    半导体激光器的热特性是局部热流密度超高,,,,即发热面积小,,,因此将集中的热扩散到整个微通道热沉时有较大的扩散热阻,,金刚石的热导率数倍于无氧铜,,是一种理想的散热材料,,,,通过金刚石热沉片将芯片产生的热量扩展到热沉上的较大面积上,,,再传递到流体中这样可以有效地降低整体热阻。。实验计算结果表明金刚石热沉片在这类问题上降低温度效果明显。。


    具体方法为将金刚石热沉片安装到做通道热沉上表面,,,,半导体激光芯片安装在热沉片上,,,结构如图所示:

    2.jpg

            半导体激光器微通道热沉结构(局部图)



    尊龙时凯(厦门)半导体科技有限公司成立于2020年,,,,是一家专注于第三代(宽禁带)半导体衬底材料和器件研发、、、生产和销售的高科技企业,,致力于成为全球领先的宽禁带半导体材料和器件公司,,,,核心产品是晶圆级金刚石热沉片、、金刚石基氮化镓外延片、、氮化铝薄膜和压电材料等。。。公司具备MPCVD设备设计能力,,,,国内首家掌握MPCVD制备高质量金刚石的核心工艺并实现量产,,,,晶圆级金刚石生长面表面粗糙度Ra<1nm,,,,金刚石热沉片的热导率达1000-2000W/m.K,,,,技术指标达到世界领先的水平。。。。


    采用金刚石热沉的大功率半导体激光器已经用于光通信,,,,在激光二极管、、、功率晶体管、、、电子封装材料等领域也都有应用。。基于晶圆级的金刚石产品能力,,公司开发出了金刚石基氮化镓外延片,,,,主要应用在射频(卫星、、、、5G基站)与高功率器件(光伏、、、、风力发电、、、新能源车、、、储能)等对热管理需求高的领域,,,作为碳化硅基氮化镓材料的补充。。。。



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