金刚石的热导率高达 2 000 W/ ( m·K) ，，，是 自然界中热导率最高的材料，，，因此金刚石逐渐成为 GaN 器件封装材料的首选。。。。近年来金刚石作为 GaN 器件的热沉材料和衬底材料，，其技术和应用均取得较大进展。。。传统材料的热导率已无法满足高功率密度芯片的散热需求，，，，新型高热导率材料的开发和应用成为技术关键。。。在 GaN 基 HEMT 器件上添加金刚石作为衬底材料，，，，实验结果表明，，添加金刚石后有效降低了器件沟道温度，，，提高了器件饱和漏源电流。。
放大器的封装结构模型如图 1 所示，，，模型主要包括两个 GaN 功率芯片、、Au80Sn20 焊接层、、、、载片、、、、印制电路板 ( PCB) 、、、In80Pb15Ag5 焊接层 和盒体。。。。
为了降低芯片的工作结温，，基本理念是提高芯 片有源区近端封装体的热导率，，，通过热传导的方式 将热量迅速传输出去，，避免热累积效应引起的局部 温度升高。。图 2 为传热模型示意图，，，，可以看出，，，距 离芯片最近的封装结构为载片，，因此对超高热导率 的载片材料的研制具有重要意义。。
GaN 功率器件常用的载片材料有钨铜 ( WCu15 ) 、、、钼 铜 ( MoCu30 ) 、、 无 氧 铜 ( TU1 ) 、、、、 铜－钼铜－铜多层复合材料 ( Cu-MoCu-Cu，，CPC) 等，，，传统材料的热导率均较低，，GaN 功率放大器 最常用的载片材料为钼铜合金 ( MoCu30) ，，，，其热导 率为 185 W/ ( m·K) 。。。。采用高热导率的金刚石作为载片，，由于金刚石本身是绝缘材料，，，，利用通孔电镀方式实现导通接地，，，同时解决了金刚石表面可焊性镀 层的制备问题，，，，金刚石载片与 Au80Sn20 焊料润湿 性良好，，空洞率控制在 5%以内。。
通过热仿真，，，，采用 MoCu30 载片的芯片结温为 159. 17 ℃，，，采用金刚石 载片 的 芯 片 结 温 为 126. 91 ℃，，金 刚 石 载 片 较 MoCu30 载片封装的放大器结温下降了 32. 26 ℃。。。
金刚石作为新一代电子封装材料，，，，受到广泛重 视，，是最有潜力的封装材料之一。。本文通过有限元 仿真与红外测试相结合的方法，，分析了采用常规载 片材料 MoCu30 与新型载片材料金刚石载片封装的 功率放大器结温。。。。结果显示，，金刚石载片封装的放大器结温降低了 30. 01 ℃，，，，约 18. 69%。。进一步利 用有限元仿真对金刚石与其他 4 种材料在不同热耗 条件下的散热效果进行了对比，，，结果表明金刚石散 热效果最好，，，，可满足近 100 W 热耗的散热需求，，，， 这对延长芯片使用寿命，，，提高功率器件热可靠性具 有重要意义。。
当器件温度上升时，，器件特性如漏源电流、、、、增益、、、、输出功率和寿命等会出现退化，，，甚 至失效。。研究表明，，，，结温每升高 10 ～ 12 ℃，，器件 的寿命及可靠性会降低 50%，，散热问题已经成为限制 GaN 功率器件发展的主要瓶颈之一，，为解决此问题，，提出了多种降低器件温度的散热方式，，， 其中新型电子封装材料的研究开发成为解决 GaN 功率器件散热问题的技术关键。。。。尊龙时凯金刚石热沉片的热导率1000- 2200 W/ ( m·K) ，，，是 GaN 器件封装材料的首选。。。欢迎进行详细咨询和洽谈。。。。
