AMB金刚石覆铜板，可以用在哪里？

AMB工艺我们之前为大家介绍了很多，其成熟的基材为氧化铝基片、氮化铝基片和氮化硅基片，而在近期展会上，小编在长飞光纤的展台上看到了一款AMB金刚石覆铜板，基材采用金刚石，双面覆铜，形成一个三明治结构。

图  AMB金刚石覆铜板，摄于长飞光纤展台

在目前所知的物质中，金刚石是现存自然界中导热率最高的材料，可达1000~2000W/(m·K)，此外，它还具有高电阻率和高击穿场强、低介电常数、低热膨胀等特点，因此在电子封装领域具有广泛的应用前景。

据资料介绍，这款AMB金刚石覆铜板产品金刚石通过与具有良好机械性能的铜复合，实现了高导热，综合热导率达500~1800W/(m·K)、热膨胀系数可调（3~6×10-6/K），高强度，绝缘性好，体积电阻率（20℃）≥5×1013Ω·cm，可镀性好，表面易镀镍、金，其热膨胀系数与导热率具有可设计性等特点。可应用于光通讯、芯片散热、新能源汽车、5G基站、大功率电子器件、航天航空等领域。

图  金刚石覆铜片SEM照片，来源：长飞光纤

第三代半导体（GaN和SiC等）的崛起和发展推动了功率器件尤其是半导体器件不断走向大功率、小型化、集成化和多功能方面前进，随着集成度的提高和体积的缩小，其单位体积内的功耗不断增大，导致热量增加和温度急剧上升。散热已成为阻碍大功率电子器件发展的瓶颈问题。在散热基板方面，大功率元件和系统迫切需求与之配套的热管理材料有导热性能、与半导体芯片材料（Si或GaAs）相匹配的热膨胀系数、足够的刚度和强度，以及更低的成本。

早在六十年代，就已经开始了用金刚石作散热材料的尝试。金刚石是一种具有极高导热性能和硬度的材料，常被用于高功率密度、高频率电子器件的散热，是极具发展潜力的热管理材料。金刚石用作热沉材料主要有两种形式，即金刚石薄膜和将金刚石与铜、铝等金属复合。

图 金刚石铜复合材料，摄于长飞光纤展台

金刚石与铜有一些相一致的性能，例如都具有高的热导率（铜的热导率397W/(m·K)），相近的晶格常数，铜的晶格常数为0.361nm，金刚石为0.357nm，但也存在一些问题，例如热膨胀系数相差很大，结合力不好（铜与碳相互不浸润，铜不熔于金刚石）等问题，在制作时候借助中间层（Ti-Pt-Au,Ti,Mo及Ta等）解决结合力问题。

除了长飞光纤AMB工艺制作外，斯利通的金刚石封装基板的制作工艺是：先将金刚石表面清洗干净后烘干，再在其表面先用磁控溅射镀膜一层金属钛，再镀膜一层金属铜，保证金刚石基板与金属的结合力，然后经过线路曝光、显影、电镀、蚀刻，形成电路图形，其中还要克服了加工过程中金刚石高硬度的负面影响，保障金刚石封装基板的性能。

当然，金刚石也具有价格高和加工难度大的缺点。不过，随着未来技术的不断突破，金刚石的潜力将有望逐渐得到释放，并在半导体封装材料中占据一席之地。

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