金刚石在线讯  近年来随着电子产业的高速发展，高功率化已经成为现代半导体产业变革的必然趋势，电子封装热管理的重要性也日益凸显。封装材料的应用需要考虑两大基本性能要求，一是高的热导率，以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；二是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。金刚石/金属复合材料因其优异的热物理性能，在封装领域具有重要的应用潜力。

金刚石/铜复合材料具有高导热性、低密度、低热膨胀系数等优异特性。然而金刚石与铜的界面亲和性差，存在较高的界面热阻，改善金刚石/铜界面亲和性、提高其热导率通常从烧结方法和金刚石与铜的界面调控两方面入手。金刚石/铜复合材料制备方法主要包括高温高压法、真空热压烧结法、熔体浸渗法、放电等离子烧结法等，制备工艺方法各有利弊。界面调控可以通过基体合金化、金刚石表面金属化和界面形态结构设计来实现。

此前，哈尔滨工业大学朱嘉琦、曹文鑫团队提出的高温层压工艺可实现极高的尺寸精度，与传统热压工艺相比，该工艺操作更简便且制造成本更低，可解决表面光洁度差、尺寸精度低及性能问题。主要是采用钨涂层金刚石和铜片作为原料，将钨涂层金刚石置于铜片上，分层后进行热压。该工艺利用铜金属在高温下具有高塑性和低流动应力的特性，使铜填充金刚石颗粒间的孔隙并使板材致密化。

高温层压金刚石/铜复合板的流程图

通过高温层压工艺制备的金刚石/铜复合材料的热导率可达630.3W/m•K。与传统热压工艺相比，高温层压工艺制备的复合材料具有更高的平整度和精度。此外，复合板的弯曲强度高达283.7MPa。值得注意的是，经过100次热冲击循环后，复合板的热导率仅下降1%。涂层中的金刚石和钨碳化物形成高度稳定的半共生相界。

2025年11月5日，中国粉体网将在河南•郑州举办“2025半导体行业用金刚石材料技术大会”。届时，我们邀请到哈工大郑州研究院曹文鑫研究员出席本次大会并作题为《电子封装用高导热金刚石/金属复合材料制备技术及组织演变研究》的报告。报告将围绕高导热金刚石/金属复合材料，阐述金刚石钨镀层制备、结构机制及创新性高温层压工艺，为高热导率复合材料开发提供理论与技术支撑。

专家简介

曹文鑫，博士毕业于哈尔滨工业大学，美国密歇根大学联培，博士后导师韩杰才教授，现哈工大郑州研究院研究员，哈工大郑州研究院红外薄膜与晶体研究所副所长，河南省超硬复合材料及制品工程技术研究中心主任。长期从事先进电子封装材料研究。主持国家自然科学基金、省重点研发计划、博士特别资助、国防军工类项目等纵向/横向项目30余项，累计发表论文70余篇，受理授权国家/国防专利50余项。对高导热金刚石复合材料领域技术前沿与发展趋势有深刻见解。

（金刚石在线编辑整理/石语）

注：图片非商业用途，存在侵权请告知删除！