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  歡啊換 2017-09-21 10:05:11

  人造金剛石是人工合成物質(zhì)中熱導(dǎo)率Z高的，熱導(dǎo)率可達(dá)2000W/m.K；金剛石的線熱膨脹系數(shù)可低至1.2ppm/K。銅的熱導(dǎo)率380W/m.K，熱膨脹系數(shù)18ppm/K 。這兩者合成的金剛石-銅復(fù)合片熱導(dǎo)率可達(dá)800W/m.K，熱膨脹系數(shù)5ppm/K左右。這種特別的材料Z適合制作高速運算或高功率半導(dǎo)體芯片的襯底及導(dǎo)熱材料，例如照明用LED的芯片襯底，電腦CPU等大面積芯片的熱沉轉(zhuǎn)接導(dǎo)熱片。除了高熱導(dǎo)率，金剛石-銅復(fù)合片的熱膨脹系數(shù)可以調(diào)整到接近半導(dǎo)體芯片的熱膨脹系數(shù)，避免熱應(yīng)力對半導(dǎo)體芯片的破壞。 為什么不能直接使用金剛石做這些襯底或?qū)崞兀磕壳吧a(chǎn)人造金剛石的技術(shù)主要有三類：一是CVD金剛石多晶膜，這種薄膜厚度和結(jié)構(gòu)力度是否合于使用姑且不論；主要是其造價及耗能甚高，目前不適宜大批量在半導(dǎo)體工業(yè)上應(yīng)用。其二是爆炸法生產(chǎn)的人造金剛石微粒，這種金剛石粒徑小，晶形破碎，雜質(zhì)較多，可以做一些需要增加熱導(dǎo)率材料的填充添加物，但不適合做金剛石-銅復(fù)合片。已經(jīng)工業(yè)化大批量生產(chǎn)多年的高溫高壓合成金剛石單晶顆粒，自然就成為主角材料了。然而金剛石是碳元素晶格，硬度雖高但沒有金屬的延展性，在高溫下容易石墨化或燒成二氧化碳。在高壓制程中眾多小顆粒聚合在一起擠壓，晶格會從脆弱面崩裂，這些崩裂的碎片造成成品材料內(nèi)部的空隙。金剛石是利用‘聲子’傳熱，空隙就成了高熱阻。所以即使能將金剛石粉末壓合在一起也不能成為好的導(dǎo)熱材料。銅的延展性和熱導(dǎo)率在金屬中都是名列前茅的，利用銅材料填充金剛石顆粒間的縫隙就能解決這個問題。當(dāng)然，也可以制作金剛石-鋁復(fù)合材料。

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