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       现代微电子技术发展迅速，电子系统及设备向大规模集成化、微型化、高效率、高可靠性等方向发展。电子系统集成度的提高将导致功率密度升高，以及电子元件和系统整体工作产生的热量增加，因此，有效的封装必须解决电子系统的散热问题。

       良好的器件散热依赖于优化的散热结构设计、封装材料选择（热界面材料与散热基板）及封装制造工艺等。其中，基板材料的选用是关键环节，直接影响到器件成本、性能与可靠性。一般来说，电子封装材料的应用需要考虑两大基本性能要求，首先是高的热导率，实现热量的快速传递，保证芯片可以在理想的温度条件下稳定工作；同时，封装材料需要具有可调控的热膨胀系数，从而与芯片和各级封装材料保持匹配，降低热应力的不良影响。而电子封装材料的发展轨迹是对这两项性能的不断提高与优化。

       新型封装基板材料当然还需要考虑其他性能，譬如具备高电阻率、低介电常数、介电损耗、与硅和砷化镓有良好的热匹配性、表面平整度高、有良好的机械性能及易于产业化生产等特点，所以新型封装基板材料的选择是各国竞相研发的热点。         目前几种常用的封装基板有Al2O3陶瓷、SiC陶瓷、AlN等材料。

       早在1929年德国西门子公司成功研制Al2O3陶瓷，但是Al2O3的热膨胀系数和介电常数相对Si单晶而言偏高, 热导率也不够高, 导致Al2O3陶瓷基片并不适合在高频、大功率、超大规模集成电路中使用。

       随之高导热陶瓷基片材料SiC、 AlN、SI3N4、金刚石逐步进入市场之中。

       SiC陶瓷的热导率很高,且SiC结晶的纯度越高热导率越高；SiC最大的缺点就是介电常数太高, 而且介电强度低,所以限制了它的高频应用, 只适于低密度封装。

       AlN材料介电性能优良、化学性能稳定, 尤其是它的热膨胀系数与硅较匹配等特点使其能够作为很有发展前景的半导体封装基板材料。但热导率低，随着半导体封装对散热的要求越来越高，AlN材料也有一定的发展瓶颈。

       最终金刚石脱颖而出，金刚石具有很好的综合热物理性能，其室温下的热导率为700～2200W/（m·K），热膨胀系数为0.8×10-6/K，在半导体、光学等方面具有很多优良特性，但单一的金刚石不易制作成封装材料，且成本较高。

       研究人员们根据混合法则，将金刚石颗粒加入Ag、Cu、Al等高导热金属基体中制备的金刚石/金属基复合材料，有望成为一种兼具低热膨胀系数和高热导率的新型电子封装材料。依据铜具有优良的导电性能和高的导热性能，研发出了金刚石/铜复合材料作为电子封装的基板材料，并证实了金刚石/铜复合材料具有较好的可镀覆性和可焊性，符合电子封装基片材料低热膨胀系数和高热导率的使用性能要求，且与Mo/Cu合金相比，密度更小、质量更轻，因此以金刚石为增强相、铜为基体材料的金刚石/铜复合材料，可以用于芯片封装，可提高电子装备系统性能且有利于减轻装备重量。

       随着材料、器件等各方面技术问题的不断攻克，金刚石成为集热导率高、散热性好等优点于一身的基板材料，在较高温度环境下应用前景广阔，是制造低功耗、高功率密度器件的最佳半导体材料，其巨大的潜力吸引着越来越多的研究者投身其中。金刚石的潜力将逐渐得到开发，满足未来半导体行业的需求，并在半导体电子封装材料中占据一席之地。

 参考资料：

       张梁娟，钱吉裕，孔祥举，韩宗杰 基于裸芯片封装的金刚石/铜复合材料基板性能研究；

       卢振亚，陈志武  电子封装用陶瓷基板材料的研究进展