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金刚石散热材料在芯片封装中的应用进展.docx
资料介绍
金刚石散热材料在芯片封装中的应用进展
一、引言
金刚石是自然界中热导率最高的材料，热导率可达2000W/mK以上，是铜的5倍、硅的10倍。金刚石散热材料在芯片封装中的应用正在快速发展，从实验室研究走向产业化落地。金刚石散热片、金刚石复合材料和高导热金刚石界面材料正在为高功率芯片提供全新的散热解决方案。
二、金刚石的散热特性
2.1 超高热导率
金刚石的热导率约为2000W/mK，远高于铜的400W/mK和铝的240W/mK。金刚石的热导率由其晶体结构决定，碳原子之间的强共价键使热量在金刚石中快速传导。
2.2 热膨胀系数匹配
金刚石的热膨胀系数约1~2ppm/℃，与硅的2.6ppm/℃接近，热应力小，适用于芯片散热。
三、金刚石散热材料的类型
3.1 CVD金刚石散热片
CVD金刚石在低压下通过微波等离子体或热丝化学气相沉积生长，可以在大面积上制备高质量的金刚石薄膜。
3.2 金刚石复合材料
金刚石复合材料将金刚石颗粒分散在金属或聚合物基体中，综合了金刚石的高导热性和基体材料的加工性。
3.3 单晶金刚石
单晶金刚石的热导率最高，可达2000W/mK以上，适用于最高功率密度的芯片散热。
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