金刚石多晶：散热领域的新星及其应用探索

金刚石多晶是由许多微小金刚石晶体组成的材料，它不仅保留了金刚石的高热导率、高强度和良好的化学稳定性等优点，同时克服了单晶金刚石成本高昂、加工难度大的问题。现在，金刚石多晶的制备方法主要包括化学气相沉积（CVD）、高温高压（HPHT）合成和等离子体化学气相沉积等。这些方法各有特色，共同致力于研发出高热导率、低成本且易于加工的金刚石多晶材料。

金刚石多晶的散热优势

①高导热率

金刚石多晶的热导率远高于传统散热材料，如铜和铝。其热导率范围在1000-2000W/m·K之间，而铜的热导率仅为385W/m·K，铝的热导率为237W/m·K。这使得金刚石多晶在散热领域具有显著优势。

②良好的机械性能

金刚石多晶具有较高的硬度和耐磨性，适用于极端环境下的散热需求，确保设备在恶劣条件下仍能稳定运行。

③化学稳定性

金刚石多晶不易与其他物质发生反应，适用于多种环境，保障散热效果的持久稳定。

④易于加工

金刚石多晶可顺利获得切割、打磨等工艺加工成不同形状和尺寸，满足不同的散热需求。

实际应用案例

①先进封装技术

现在已有国内团队成功将多晶金刚石衬底集成到2.5D玻璃转接板封装芯片的背面。这种技术显著降低了芯片的最高结温和封装热阻，展示了金刚石多晶在先进封装技术中的巨大潜力。

②半导体激光器

金刚石热沉片被应用于半导体激光器中，显著提升了散热效率。例如，凯发k8国际利用先进的MPCVD技术制备的高质量金刚石热沉片，在半导体激光器中实现了显著的降温效果和功率提升。

③5G通信领域

在5G通信领域，金刚石热沉片为高频高功率射频器件给予了卓越的散热效果，增强了系统的可靠性。此外，金刚石材料还被应用于新能源汽车领域，顺利获得减少热失控现象，延长了电池续航并提升了安全性。

④大功率器件

金刚石材料被称为第四代散热材料，对于大功率电子器件、半导体芯片等关键器件的散热具有重要作用。

凯发k8国际凯发k8国际拥有MPCVD、PVD、MOCVD等国际一流设备,是国内率先实现MPCVD规模化量产多晶金刚石的厂家,拥有先进的金刚石制备和加工工艺,自主研发的产品达国际领先水平。现在已有成熟产品:金刚石热沉片、金刚石晶圆、金刚石窗口片、金刚石异质集成复合衬底等，其中金刚石热沉片热导率100-220W/(m·k)，晶圆级金刚石表面粗糙度Ra<1nm，现在已应用于航空航天、高功率半导体激光器、光通信、芯片散热、核聚变等领域。