半导体封装基板的理想材料：金刚石

随着微电子技术的发展，高密度组装、小型化特性愈发明显，组件热流密度越来越大，对新型基板材料的要求越来越高，要求具有更高的热导率、更匹配的热膨胀系数以及更好的稳定性。

一般的封装基板有Al₂O₃陶瓷、SiC陶瓷、AlN材料。但是Al₂O₃的热膨胀系数 (7.2×10-6/℃) 和介电常数 (9.7) 相对Si单晶而言偏高, 热导率 (15-35W/ (m·K)) 仍然不够高, 导致Al₂O₃陶瓷基片并不适合在高频、大功率、超大规模集成电路中使用；SiC陶瓷的热导率很高,且SiC结晶的纯度越高, 热导率越大；SiC最大的缺点就是介电常数太高, 而且介电强度低, 从而限制了它的高频应用, 只适于低密度封装；AlN材料介电性能优良、化学性能稳定, 尤其是它的热膨胀系数与硅较匹配等特点使其能够作为很有发展前景的半导体封装基板材料, 但热导率目前最高也只能260W/ (m·K)，随着半导体封装对散热的要求越来越高，AlN材料也有一定的发展瓶颈。

而金刚石是目前已知自然界中热导率最高的物质，金刚石的热导率为1000-2200W/(m.K)，热膨胀系数约为1.1×10^-6/℃ ，在半导体、光学等方面具备其他封装材料所达不到的优良特性。

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