金剛石銅熱沉對5G大功率設(shè)備有什么好處？

5G時代龐大的數(shù)據(jù)流對通信終端芯片、天線等元器件提出了更高的要求。盡管設(shè)備的功耗顯著增加，但這些組件產(chǎn)生的熱量也急劇增加。目前，高功率、高電流密度是IGBT芯片的發(fā)展趨勢，這必然導致電子元器件過熱。

研究進行數(shù)據(jù)分析顯示，當芯片表面不同溫度可以達到70~80℃時，芯片可靠性每增加1℃就會出現(xiàn)下降5％，超過55％的電子信息設(shè)備系統(tǒng)故障是由高溫環(huán)境介質(zhì)造成的。散熱是5G射頻芯片、毫米波天線、無線充電、無線信號傳輸、IGBT、印刷電路板、AI和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展需要我們解決的問題。

為了解決散熱問題，除了采用更有效的冷卻技術(shù)外，迫切需要開發(fā)導熱系數(shù)大于400w/(mK)且與半導體材料匹配的新型輕質(zhì)電子封裝材料。 在目前已知天然材料中，金剛石銅熱沉具有諸如寬帶隙、高硬度、高熱導率、高電子飽和漂移速度、耐高溫、耐腐蝕、抗輻射等優(yōu)異性能，金剛石具有非常高的熱導率（2200W/（m·K））， 用復合沉積法制備的CVD金剛石散熱器的熱導率可達1000～2000W/m K,比碳化硅(SiC)大4倍,比硅(Si)大13倍,比砷(GaAs)大43倍,比銅和銀大4～5倍。 金剛石銅熱沉的應(yīng)用前景十分廣闊。

此外，在電子元件表面沉積金剛石薄膜，可大大減小原來用作散熱的元件的尺寸，不但解決了熱傳導的問題，而且提供制造超大規(guī)模集成電路的可能性。該薄膜還起到導體絕緣保護的作用，以避免元件之間的相互干擾。同時，金剛石銅散熱器是一種高溫寬帶隙半導體材料，具有非常高的電子和空穴載流子遷移率。CVD 金剛石半導體具有很高的工作溫度600 °C 以上，這是金剛石材料的應(yīng)用。

金剛石熱沉采用非常先進的MPCVD設(shè)備制備大面積高質(zhì)量金剛石散熱器，導熱系數(shù)1000-2000W\u002Fmk，厚度均勻性高，生長速度快；用專用設(shè)備進行研磨拋光，使CVD金剛石生長面的表面粗糙度Ra小于1 nm，呈現(xiàn)鏡面光澤。完全符合金剛石作為電子元器件的表面粗糙度和表面精度，從而增加接觸面積，提高散熱效率；采用激光切割，熱影響區(qū)小，工件基本無變形，刀具無損耗，切口窄，切割速度快，切口邊緣垂直度好，無機械應(yīng)力。