現代(dai)微(wei)電子技(ji)術(shu)發展迅(xun)速(su)，電子系(xi)(xi)統及設備向大規模集成化、微(wei)型(xing)化、高效(xiao)率、高可靠性等方向發展。電子系(xi)(xi)統集成度的提高將(jiang)導致功(gong)率密度升高，以及電子元件和(he)系(xi)(xi)統整體工作產生的熱量(liang)增加，因此，有效(xiao)的封裝(zhuang)必須解決電子系(xi)(xi)統的散熱問題。

       良(liang)好(hao)的器(qi)(qi)件散熱(re)(re)依賴于優(you)化(hua)的散熱(re)(re)結構設計、封(feng)裝(zhuang)(zhuang)材(cai)(cai)料(liao)選(xuan)擇（熱(re)(re)界面(mian)材(cai)(cai)料(liao)與(yu)散熱(re)(re)基(ji)板）及封(feng)裝(zhuang)(zhuang)制造工(gong)藝(yi)等。其中，基(ji)板材(cai)(cai)料(liao)的選(xuan)用(yong)是(shi)關鍵環(huan)節，直接影(ying)響(xiang)到器(qi)(qi)件成本、性(xing)能與(yu)可靠性(xing)。一般來說，電(dian)(dian)子封(feng)裝(zhuang)(zhuang)材(cai)(cai)料(liao)的應用(yong)需要考(kao)慮(lv)兩大基(ji)本性(xing)能要求，首先(xian)是(shi)高(gao)的熱(re)(re)導(dao)率(lv)，實現熱(re)(re)量的快速傳(chuan)遞，保證芯(xin)片可以在(zai)理想的溫度條件下穩(wen)定工(gong)作；同時，封(feng)裝(zhuang)(zhuang)材(cai)(cai)料(liao)需要具有(you)可調控的熱(re)(re)膨脹(zhang)系數(shu)，從而與(yu)芯(xin)片和各級封(feng)裝(zhuang)(zhuang)材(cai)(cai)料(liao)保持匹(pi)配，降低熱(re)(re)應力的不良(liang)影(ying)響(xiang)。而電(dian)(dian)子封(feng)裝(zhuang)(zhuang)材(cai)(cai)料(liao)的發(fa)展軌跡是(shi)對這兩項性(xing)能的不斷提高(gao)與(yu)優(you)化(hua)。

       新型(xing)封裝(zhuang)基(ji)板材(cai)料(liao)當然還需(xu)要考(kao)慮其他(ta)性能，譬如(ru)具備(bei)高(gao)電阻率、低介電常(chang)數(shu)、介電損耗(hao)、與硅(gui)和(he)砷(shen)化鎵有良好的(de)熱匹配性、表(biao)面平(ping)整度高(gao)、有良好的(de)機械性能及易于產業(ye)化生產等(deng)(deng)特點，所以新型(xing)封裝(zhuang)基(ji)板材(cai)料(liao)的(de)選擇(ze)是各國競相(xiang)研發的(de)熱點。         目前幾種常(chang)用的(de)封裝(zhuang)基(ji)板有Al2O3陶瓷、SiC陶瓷、AlN等(deng)(deng)材(cai)料(liao)。

       早(zao)在1929年德國(guo)西門(men)子公司成功研制Al2O3陶瓷，但是Al2O3的熱(re)膨脹系數(shu)和介電常數(shu)相對Si單(dan)晶而(er)言偏高(gao), 熱(re)導率也不夠高(gao), 導致Al2O3陶瓷基片并不適合在高(gao)頻(pin)、大功率、超大規模集成電路(lu)中(zhong)使用。

       隨之高導熱陶瓷基片材料SiC、 AlN、SI3N4、金剛石逐步進入市場之中。

       SiC陶瓷的熱(re)導率很高,且SiC結(jie)晶(jing)的純(chun)度越(yue)(yue)高熱(re)導率越(yue)(yue)高；SiC最大的缺(que)點就是介電常數(shu)太高, 而且介電強度低,所以(yi)限(xian)制了它(ta)的高頻應用, 只適于低密度封裝。

       AlN材料介(jie)電性能優良、化學(xue)性能穩(wen)定, 尤其是(shi)它(ta)的(de)(de)熱膨(peng)脹系數與硅(gui)較匹配(pei)等特點使其能夠作為(wei)很有(you)發展前(qian)景的(de)(de)半導(dao)體(ti)封裝基板材料。但熱導(dao)率低(di)，隨著半導(dao)體(ti)封裝對散熱的(de)(de)要(yao)求(qiu)越(yue)來越(yue)高(gao)，AlN材料也有(you)一(yi)定的(de)(de)發展瓶頸。

       最終金剛(gang)石脫穎而出，金剛(gang)石具有很好(hao)的(de)(de)綜合熱(re)物理性能，其(qi)室溫(wen)下的(de)(de)熱(re)導率(lv)為700～2200W/（m·K），熱(re)膨脹系數為0.8×10-6/K，在半導體、光學等方(fang)面具有很多優良特性，但單一的(de)(de)金剛(gang)石不易制(zhi)作成封裝材料，且(qie)成本(ben)較高。

       研究人員們根據混合(he)(he)法則，將金(jin)剛(gang)(gang)石顆粒加入(ru)Ag、Cu、Al等高(gao)(gao)(gao)(gao)導(dao)(dao)熱(re)(re)金(jin)屬基(ji)體中(zhong)制(zhi)備(bei)(bei)的金(jin)剛(gang)(gang)石/金(jin)屬基(ji)復(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)，有望(wang)成(cheng)為(wei)一種兼具(ju)低(di)(di)熱(re)(re)膨脹系數(shu)和高(gao)(gao)(gao)(gao)熱(re)(re)導(dao)(dao)率的新型電子封(feng)裝(zhuang)(zhuang)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)。依據銅具(ju)有優(you)良的導(dao)(dao)電性(xing)能(neng)和高(gao)(gao)(gao)(gao)的導(dao)(dao)熱(re)(re)性(xing)能(neng)，研發出了(le)金(jin)剛(gang)(gang)石/銅復(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)作為(wei)電子封(feng)裝(zhuang)(zhuang)的基(ji)板材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)，并證實(shi)了(le)金(jin)剛(gang)(gang)石/銅復(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)具(ju)有較好的可(ke)鍍(du)覆性(xing)和可(ke)焊性(xing)，符(fu)合(he)(he)電子封(feng)裝(zhuang)(zhuang)基(ji)片材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)低(di)(di)熱(re)(re)膨脹系數(shu)和高(gao)(gao)(gao)(gao)熱(re)(re)導(dao)(dao)率的使用性(xing)能(neng)要求，且(qie)與Mo/Cu合(he)(he)金(jin)相(xiang)比，密度(du)更小(xiao)、質(zhi)量更輕(qing)(qing)，因此以(yi)(yi)金(jin)剛(gang)(gang)石為(wei)增強相(xiang)、銅為(wei)基(ji)體材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的金(jin)剛(gang)(gang)石/銅復(fu)合(he)(he)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)，可(ke)以(yi)(yi)用于(yu)芯片封(feng)裝(zhuang)(zhuang)，可(ke)提高(gao)(gao)(gao)(gao)電子裝(zhuang)(zhuang)備(bei)(bei)系統性(xing)能(neng)且(qie)有利于(yu)減輕(qing)(qing)裝(zhuang)(zhuang)備(bei)(bei)重量。

       隨(sui)著(zhu)材(cai)料(liao)(liao)(liao)、器件等各(ge)方面技術問題的(de)(de)不斷攻克，金(jin)剛(gang)石成為集(ji)熱(re)導率高、散熱(re)性(xing)好等優點于一(yi)身的(de)(de)基板材(cai)料(liao)(liao)(liao)，在(zai)(zai)較高溫度環境下應用前景廣(guang)闊(kuo)，是(shi)制造低(di)功(gong)耗、高功(gong)率密度器件的(de)(de)最佳半導體材(cai)料(liao)(liao)(liao)，其巨大的(de)(de)潛力吸引著(zhu)越(yue)來(lai)越(yue)多的(de)(de)研究(jiu)者投身其中(zhong)。金(jin)剛(gang)石的(de)(de)潛力將逐漸(jian)得到(dao)開發，滿(man)足未來(lai)半導體行業的(de)(de)需(xu)求，并在(zai)(zai)半導體電子封裝材(cai)料(liao)(liao)(liao)中(zhong)占(zhan)據一(yi)席之地。

 參考資(zi)料：

       張梁娟，錢(qian)吉裕(yu)，孔(kong)祥(xiang)舉，韓宗杰 基于裸芯片封裝的金剛石/銅復合材料(liao)基板(ban)性(xing)能研究；

       盧振(zhen)亞，陳(chen)志武(wu)  電子封(feng)裝用陶瓷基(ji)板材料(liao)的研(yan)究進展