金刚石的又一应用——新型电子封装基板

现代微电子技术发展迅速，，，电子系统及设备向大规模集成化、、、微型化、
、、高效率
、、、高可靠性等方向发展。。电子系统集成度的提高将导致功率密度升高，，以及电子元件和系统整体工作产生的热量增加，，，，因此，，，
，有效的封装必须解决电子系统的散热问题。。。。

良好的器件散热依赖于优化的散热结构设计
、
、封装材料选择（热界面材料与散热基板）及封装制造工艺等。。其中，，，基板材料的选用是关键环节，，直接影响到器件成本、、性能与可靠性。。
。。一般来说
，
，电子封装材料的应用需要考虑两大基本性能要求，
，，，首先是高的热导率，，，，实现热量的快速传递，，，
，保证芯片可以在理想的温度条件下稳定工作；同时
，
，
，封装材料需要具有可调控的热膨胀系数，，，从而与芯片和各级封装材料保持匹配，，降低热应力的不良影响
。。。。而电子封装材料的发展轨迹是对这两项性能的不断提高与优化。。。。

新型封装基板材料当然还需要考虑其他性能
，，譬如具备高电阻率、、、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特点，，，，所以新型封装基板材料的选择是各国竞相研发的热点。。。

目前几种常用的封装基板有Al2O3陶瓷、、、SiC陶瓷、、AlN等材料。
。。。

最终金刚石脱颖而出，
，
，，金刚石具有很好的综合热物理性能，，其室温下的热导率为700～2200W/（m·K），，，，热膨胀系数为0.8×10-6/K，，，在半导体
、
、光学等方面具有很多优良特性，，但单一的金刚石不易制作成封装材料，，，且成本较高。。。

研究人员们根据混合法则，，将金刚石颗粒加入Ag、
、、Cu、
、Al等高导热金属基体中制备的金刚石/金属基复合材料，
，，有望成为一种兼具低热膨胀系数和高热导率的新型电子封装材料。。。。依据铜具有优良的导电性能和高的导热性能，，
，研发出了金刚石/铜复合材料作为电子封装的基板材料，，，并证实了金刚石/铜复合材料具有较好的可镀覆性和可焊性，，，符合电子封装基片材料低热膨胀系数和高热导率的使用性能要求，，，且与Mo/Cu合金相比，，密度更小
、、
、、质量更轻，，，因此以金刚石为增强相、、、、铜为基体材料的金刚石/铜复合材料
，
，，可以用于芯片封装，，可提高电子装备系统性能且有利于减轻装备重量。。。

随着材料、、器件等各方面技术问题的不断攻克，
，，金刚石成为集热导率高、
、
、散热性好等优点于一身的基板材料，
，
，，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
，，，，其巨大的潜力吸引着越来越多的研究者投身其中。。。金刚石的潜力将逐渐得到开发，，，满足未来半导体行业的需求，
，
，
，并在半导体电子封装材料中占据一席之地
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