金刚石热沉片在器件中的位置对散热能力的影响

不断以来，器件散热问题都是一个重点和难点，金刚石在所有天然材料中具有最高的热导率，可用于消散器件使用过程中产生的热量。而纳米金刚石的位置器件对散热有较大影响，模拟金刚石块离栅区边缘距离由0变化到2.0m进行对比研究金刚石厚度和率度分别为1.0μm和10W/mm。

图 2.6(a)表示金刚石离栅区边缘不同距离情况下，在热源水平方向上的温度分布。由图2.6(a)可以看出，结温峰值随着距离的增加而大大增加，这种增加在早期几乎呈线性关系，但越来越小。有纳米金刚石的结温峰值除以无纳米金刚石的结温峰值比分别为 0.897、0.927、0.967、0.984 和0.992并且随着距离的增加该值越来越接近 1.结果表明，当纳米金刚石靠近热源时，可以实现散热。同时，沿热源水平位置的温度分布呈现出温度主要集中在热源区域，峰值温度随着距离的增加而增加，但星下降趋势。值得注意的是，与纳米金刚石接触的区域温度分布趋于均匀，而没有金刚石的地区温度分布趋势几乎没有变化。纳金刚石下面的温度随着距离的增加而增加。这些结果表明,金刚石离栅区越近,散热越有效。0.5μm金刚石厚度的结果与参考文献中的实验数据吻合得很好，证明了仿真模型的有效性。

图 2.7(b)显示了不同距离情况下温度沿热源垂直方向上的分布。由图可以看出，热量主要集中在热源周围，随着距离的减小，整个温度曲线减小。同时，随着距离的减小,热源上方温度下降斜率增大,金刚石越靠近热源，降温作用越大。由于 GaN 缓冲层和 SiC 底的垂直传热，热源下方区域的温度沿垂直位置快速降低。值得注意的是，温度梯度(GradT)取决于图 27()中所示的距离，当距离为0pm 时，GradT(up)大于 GradT(down)，因此，热传递主要由 GradT(up)决定。当距离为0.5-2.0μm 时，GradT(down)急剧增加，GradT(up)迅速减小,这种情况下，GradT(down)大于GradT(up)，因此，传热主要取决于 GradT(down)。这充分解释了热通量的分布和换热路径随距离的变化。此外，随着距离的增加，梯度上升和下降的变化趋势越来越小。

综上可知，改变金刚石位置，模拟金刚石不同位置下的散热能力，金刚石离栅区越近，散热越有效。

现在，凯发k8国际晶圆级金刚石已达到国际先进、国内领先，采用MPCVD法制备高质量金刚石热沉片，并独特研发基于等离子体辅助研磨抛光的金刚石原子级表面高效精密加工方法，产品热导率高达1000-2200W/m.k，标准厚度0.25mm、0.30mm或0.50mm等，在良好散热效果范围之内，是极佳的散热材料。此外，还可给予金属化（Ti/Pt/Au 溅射沉积金属层，可选单面或双面镀膜）、Ti/Pt/Au 溅射沉积金属图案、AuSn 焊料层等。公司其他核心产品还包括金刚石基氮化镓、单晶金刚石和金刚石基氮化铝、硅基氮化铝和蓝宝石基氮化铝等，产品可应用于5G基站、激光器、医疗器械、大功率LED、新能源汽车、新能源光伏、航空航天和国防军工等领域。