銅在先進封裝中開始觸及性能上限,半導體展亮相兩倍導熱系數新材料

純銅導熱系數約400W/m·K,而在中國台灣國際半導體展上亮相的銅/金剛石復閤材料達到約800W/m·K,有助於更快地擴散熱量、減少侷部熱點。它們還能減少翹曲:硅的熱膨脹系數約3ppm/K,銅約17ppm/K,而銅/金剛石可調到更接近6–10ppm/K。
目前公開可見做到800W/m·K量級銅/金剛石復閤材料的只有ElementSix(戴比爾斯旂下),2025年1月發布,主攻AI/HPC與2.5/3D先進封裝;這一材料的關鍵挑戰在於銅/金剛石界面,銅與金剛石天然結閤不好,因此常加入鈦、鉻、鉬或鎢形成碳化物結閤層。但碳化物太多會損害導熱性能,所以界面厚度控製至關重要。相比簡單的銅閤金化,業界正在用物理氣相沉積或化學氣相沉積對金剛石顆粒做預包覆,實現更精細的控製。
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