CVD金刚石膜在航空应用

发表时间:2021-11-15 10:43作者:化合积电网址:http://www.csmc-semi.com

金刚石热沉为实现电子封装材料的规模产业化,满足半导体芯片集成度沿摩尔定律提高导致芯片发热量急剧升高、使用寿命下降以及电子封装的“轻薄微小”的发展需求。尤其在航空航天、微波集成电路、功率模块、军用射频系统芯片等封装方面作用极为凸现,成为航天电子产品封装材料应用开发的重要趋势,同时是为航天电子产品轻量化的重要发展之一。


采用金刚石热沉片(散热片)的大功率半导体激光器已经用于光通信。有人把天然Ⅱa型金刚石金刚石热沉用于解决微波和激光二极管器件的散热问题,所用金刚石单晶热沉片的尺寸在1mm2左右,只能用于单个激光二极管器件。大面积高热导CVD金刚石膜的出现使其在高功率激光二极管阵列(LDA)和其它微电子和光电子器件的热管理应用成为可能。典型的激光二极管阵列是由200m宽600m长,间隔200m的交叉点,在10mm幅度上分布的激光二极管器件。需要长度为10mm的金刚石膜作导热片,这对于CVD金刚石膜技术来说是毫无问题的。


高热导率金刚石膜制备方面,最高热导率水平已经达到18.5w/m.k,具备了制备大面积高热导率金刚石膜热沉晶片的能力。金刚石热沉的另一更加诱人的应用前景是用于正在发展之中的多芯片组装技术(MCM- Multi Chip Modules),这一技术的目标是把许多超大规模集成电路芯片以三维的方式紧密排列结合成为超小型的超高性能器件,而这些芯片的散热则是该技术的关键,显然金刚石膜是解决这一技术难题最理想的材料。


金刚石膜作为微电子器件的封装材料的优越性是显而易见的,这是因为金刚石的高热导率,高电阻率和与硅器件材料在热膨胀系数上的良好匹配性。任何一种现有的封装材料都无法和金刚石膜封装材料比美。


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