CVD-Diamant für leistungsfähige Wärmeableitung
Mit seinem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und seiner sehr hohen Wärmeleitfähigkeit kann CVD-Diamant für das Thermomanagement in Hochleistungs-Halbleiterbauelementen, Hochleistungslasern, mikroelektronischen Wärmesenken, Synchrotron- und Röntgen-Freie-Elektronen-Laser-Beamlines, Mikrowellen-Leistungskomponenten und GaN-Bauelementen eingesetzt werden.
Wesentliche Eigenschaften
- Sehr hohe Wärmeleitfähigkeit
- Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient
- Geeignet für Anwendungen mit hoher Wärmestromdichte und lokaler Wärmeableitung
- Einkristalline und polykristalline Materialoptionen entsprechend den Anforderungen
- Oberflächen können für Bonding und Metallisierung vorbereitet werden
Typische Material- / Lieferparameter
| Eigenschaft | Einheit | Typisch / Referenz |
| Größe — Einkristall | mm | < Φ30 |
| Größe — polykristallin | mm | < Φ90 |
| Rauheit — Wachstumsseite | nm | <30, polished |
| Wärmeleitfähigkeit | W/m·K | 1200–2300 |
| Wärmeausdehnung bei 293 K | 10⁻⁶/K | 0.8 |
| Wärmeausdehnung, 400–1200 K | 10⁻⁶/K | 1.5–4.8 |
| Isobare molare Wärmekapazität bei 1800 K | J/mol·K | 24.7 |
| Isobare molare Wärmekapazität bei 3000 K | J/mol·K | 26.3 |
Typische Anwendungen
- Wärmeverteiler
- Thermomanagement-Komponenten
- Hochleistungs-Elektronik- und optoelektronische Systeme
- Laser- und Photoniksysteme
- Synchrotron- und Röntgen-Freie-Elektronen-Laser-Beamlines
Unser Lieferumfang
- CVD-Diamantplatten und kundenspezifische Formen mit anwendungsspezifischen Abmessungen und Dicken
- Geläppte und polierte Oberflächen entsprechend den Anforderungen; für Bonding-Anwendungen kann Ra <1 nm geliefert werden
- Metallisierungs- und Bonding-Lösungen für angeordnete kleinformatige Diamantkomponenten
- CVD-Diamant-Mikrokanal-Konzepte
Metallisierung
Titan (Ti) wird als karbidbildende Schicht aufgebracht, gefolgt von Nickel (Ni), um Oxidation und Interdiffusion zwischen Lot und reaktiver Metallschicht zu reduzieren. Eine abschließende Gold- (Au) oder Silber- (Ag) Schicht kann eine oxidationsbeständige Oberfläche und gute Benetzbarkeit für anschließendes Löten oder Drahtbonden bereitstellen.
Bonding-Technologien für unterschiedliche Substratmaterialien
Je nach Anwendung, darunter Wärmeverteiler, elektronische Packages und optische Halterungen, kann Diamant mit anwendungsspezifischen Verfahren mit unterschiedlichen technischen Werkstoffen verbunden werden.
- Diamant-zu-Silizium (Si) / Siliziumcarbid (SiC)
- Diamant-zu-Kupfer (Cu) / Kupfer-Wolfram (WCu)
CVD-Diamant-Mikrokanäle
Durch Wasserströmung in einem CVD-Diamant-Mikrokanal kann Wärme direkt aus der Diamantkomponente abgeführt werden. Laut Ausgangsdokument stehen zwei Ansätze zur Verfügung:
- Option 1: Direktes Laserätzen des Kanals in CVD-Diamant
- Option 2: Lasergeätzte Nut mit geklebter Abdeckung
Die Abdeckung kann aus CVD-Diamant, Kupfer oder einem anderen Metall bestehen. Bei geklebten Abdeckungen müssen Wassertemperatur, Strömungsgeschwindigkeit und Druck berücksichtigt werden, um die Integrität der Verbindung sicherzustellen.
Material- & technische Unterstützung
Die thermische Leistungsfähigkeit hängt von Materialqualität, Dicke, Geometrie, Grenzflächen und der gesamten thermischen Auslegung ab. Andrews kann Material- und Abmessungsanforderungen mit dem Kunden abstimmen und CVD-Diamantkomponenten gemäß der bestätigten Spezifikation liefern.
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