金刚石-铜复合材料

Diamond-Copper Composite · 热导率 600–950 W/(m·K) · 低热膨胀系数 · 芯片封装基板优选方案

产品概述 技术优势 技术参数 材料对比 应用场景 选型指南

产品概述

金刚石-铜复合材料是一种各向同性的高导热、低热膨胀系数轻质导热复合材料。其组织构成为高温高压制成的金刚石粉体与铜基体复合,将金刚石的高导热特性与铜的加工性能优势结合在一起,是新一代芯片封装基板的高性能热管理材料。

该材料具备热导率 600–950 W/(m·K) 的优秀导热能力,同时保持与芯片匹配的低热膨胀系数(4–10 ×10⁻⁶/K),性能可在宽幅区域可调控,以满足不同芯片封装场景的需求。可替代 CMC(铜钼铜)、CPC(铜-钼铜-铜)等传统封装材料,热导率提升 3 倍。

600–950 W/(m·K)
热导率 · 可替代CMC/CPC,提升3倍
4–10 ×10⁻⁶/K
热膨胀系数 · 与芯片匹配
5.8–7.0 g/cm³
低密度 · 轻质封装
<200×200 mm
大尺寸 · 可定制
热导率 600-950W/(m·K) 低热膨胀系数 各向同性导热 替代CMC/CPC 可定制尺寸 RoHS 兼容

技术优势

金刚石-铜复合材料通过双连通相结构(金刚石颗粒形成导热骨架 + 铜基体填充),实现了"高导热 + 低膨胀 + 轻量化"的三重性能平衡,是下一代高性能电子封装热管理材料的首选。

技术参数

以下为金刚石-铜复合材料的标准产品参数。金刚石含量和粒径分布可根据客户需求进行定制调节。

热学与物理性能
热导率600 / 700 / 800 / 950 W/(m·K)(多档可选)
热膨胀系数 (CTE)4–10 ×10⁻⁶/K(可调)
密度5.8–7.0 (±0.1) g/cm³
工作温度范围-50°C ~ +400°C
导热方向性各向同性
尺寸与加工参数
最大尺寸<200 × 200 mm
厚度范围0.5–5.0 mm(可定制)
表面粗糙度可定制 Ra 0.1–3.2 μm
金刚石含量40–65 vol%(可调)
加工方式支持切割、钻孔、异形加工

封装基板材料对比

材料热导率 W/(m·K)CTE ×10⁻⁶/K密度 g/cm³相对成本
铜钼铜 (CMC)160–2006–89.3–9.7中高
铜-钼铜-铜 (CPC)180–2207–89.1–9.5中
铜钨合金 (CuW)180–2306–915–17中
碳化硅铝 (AlSiC)170–2007–92.9–3.0中低
金刚石-铜复合材料600–9504–105.8–7.0中高

* 金刚石-铜复合材料热导率远超传统封装材料,同时保持低 CTE 和轻量化,尤其适合高功率密度芯片热管理。

应用场景

射频功率放大器封装

替代 CMC/CPC 基板,热导率提升 3 倍,确保 5G 基站 GaN/GaAs 功放芯片在高温环境下的可靠工作。

光模块散热基板

高速光模块(100G/400G/800G)TOSA/ROSA 散热基板,低 CTE 匹配激光器芯片,保障波长稳定性。

CPU/GPU 封装

高功耗 CPU/GPU(TDP>300W)封装盖板/基板,快速均热,降低芯片结温 15–25°C。

IGBT 功率模块

新能源车主驱 IGBT 模块绝缘基板替代,高导热 + 低膨胀确保焊层热循环可靠性。

军工电子封装

相控阵雷达 T/R 组件、电子对抗装备功放封装,高导热低膨胀,满足严苛环境可靠性要求。

异形导热构件

支持激光切割、钻孔等异形加工,可制作复杂形状的定制导热构件,满足特殊结构散热需求。

选型指南

参数推荐范围说明
热导率等级600–950 W/(m·K)功率密度越大,所需热导率越高;>200W/cm² 建议 800+
CTE 匹配4–8 ×10⁻⁶/KSi 芯片 → CTE~4;GaAs 芯片 → CTE~6;GaN 芯片 → CTE~5
厚度0.5–1.5 mm越薄热阻越低,兼顾机械强度
尺寸根据封装设计标准外框内任意形状,支持异形切割
金刚石含量40–60 vol%含量越高热导率越高,成本也随之增加

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