金刚石铜热沉对5G大功率设备有什么好处？

5G时代的巨大数据流对通信终端芯片、天线等组件提出了更高的要求。尽管设备的功耗显著增加，但这些部件产生的热量却急剧增加。目前，高功率、高电流密度是IGBT芯片的发展趋势，这必然会导致电子元件过热。

研究数据显示，当芯片表面温度达到70~80℃时，芯片可靠性每增加1℃就会下降5%，超过55%的电子设备故障是由高温介质造成的。散热是5G射频芯片、毫米波天线、无线充电、无线传输、IGBT、印刷电路板、AI和物联网领域需要解决的问题。

为了解决散热问题，除了采用冷却技术外，迫切需要开发导热率大于400w/（mK）、膨胀系数与半导体材料匹配的新型轻质电子封装材料。金刚石铜热沉具有宽带隙、高硬度、高导热性、高电子饱和漂移速度、耐高温、耐腐蚀、抗辐射等优异性能，在目前已知的天然材料中，金刚石具有非常高的热导率（2200W/（m·K）），通过复合沉积制备的CVD金刚石散热器的热导率可以达到1000-2000W/m K。它比碳化硅（SiC）大4倍，比硅（Si）大13倍，比砷化物（GaAs）大43倍，比铜和银大4-5倍。金刚石铜热沉的应用前景十分广阔。

此外，在电子元件材料表面沉积金刚石膜可以大大减小原始元件中用于散热的元件的尺寸，这不仅解决了热传导问题，还提供了制造VLSI的可能性。该膜还起到导体绝缘保护的作用，避免了组件之间的相互干扰。同时，金刚石铜热沉是一种性能优异的高温宽带隙半导体材料，其电子和空穴载流子迁移速度非常高。CVD金刚石半导体具有600℃以上的工作温度，这是金刚石材料的应用。

金刚石铜热沉采用非常先进的MPCVD设备制备大面积金刚石散热器，导热系数1000-2000W/mk，厚度均匀性高，生长速度快；使用专用设备进行研磨和抛光，使CVD金刚石生长表面的表面粗糙度Ra<1nm，呈现镜面光泽。它完全符合金刚石作为电子元件的表面粗糙度和表面精度，从而增加了接触面积，提高了散热效率；采用激光切割，热影响区小，工件基本无变形，刀具无损耗，切口窄，切割速度快，切口边缘垂直度好，无机械应力等。