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9月3日，第三届半导体行业用金刚石材料技术大会暨功率半导体技术应用与装备研讨会在河南郑州开幕。这场会聚焦的正是当下最热的散热材料方向——金刚石复合材料怎么从实验室走向量产。东莞市志远工业设备有限公司带着核心热工装备参会，重点展示了适配金刚石铜复合材料的真空热压炉，和现场的新材料企业、科研机构一起聊高导热散热材料的量产装备方案。
一、AI和功率半导体把散热逼到了材料升级的墙角
现在AI服务器、5G基站、新能源汽车IGBT模块越做越猛，芯片的功率密度一个劲往上窜，传统纯铜散热片有点扛不住了，热导率碰到了瓶颈。金刚石铜复合材料之所以被看好，是因为它的热导率能做到700瓦每米开尔文以上，差不多是纯铜的两倍多，而且热膨胀系数还能和半导体芯片对上，把界面热阻降下来。在芯片发热越来越凶的背景下，这种材料成了应对散热压力的热门方向。
不过要把这种材料做出来，工艺上有个头疼的痛点。金刚石和铜天生"不沾"，润湿性差，高温下金刚石还容易往石墨化方向走，铜又特别容易氧化。如果界面结合不牢、材料里有微孔，做出来的散热板热阻就降不下来，量产良率也上不去。这就是为什么做金刚石铜材料的企业，都在找能把这个工艺问题解决好的热压装备。
二、展会上重点推的这台炉子，靠什么解决痛点
针对这些痛点，志远工业在这次大会上重点推介了自研的金刚石铜真空热压炉。这套设备不搞花架子，核心就是靠高真空和温压协同两条来解决问题。先说高真空这块：设备配了分级真空机组，极限真空度能做到6.67乘以10的负四次方帕，烧结全程在高真空密闭环境里跑，把氧含量压得很低，这样铜基体不容易氧化，金刚石在高温下也不容易石墨化，材料本身的高导热性能就保住了。
再说热压协同致密化。光靠高温把铜熔化，铜液其实填不满金刚石颗粒之间的缝隙。这台炉子在高温把铜基体软化的同时，用伺服液压系统同步施加轴向压力，压力规格从20吨到300吨可选，相当于把铜强行挤进金刚石的细小空隙里，把材料致密度稳定提到98.5%以上。内部没气孔，导热通道才顺畅，散热片的热阻才降得下来。 这一环节通常需要配合真空管式炉等专用设备来保障工艺稳定性。
三、控温精度和批次稳定，是量产真正关心的
除了真空和压力，量产企业更在意的是批次之间能不能稳定。这台设备最高温度能到2000摄氏度，用钼片或高纯石墨加热，温场均匀性控制在正负五摄氏度以内。配上智能PLC系统，支持多段可编程曲线，温度、压力、真空度的数据都能存下来。这样一来，实验室里调好的那套参数，量产时直接调出来调用就行，不用每批重新摸，批次性能不至于跑偏。
展会上不少做金刚石材料的企业和高校研究团队过来交流，聊的也大多是这类实际问题：致密度怎么提、批次怎么稳、工艺参数怎么从试样平移到量产。志远工业的技术人员在展位上把这些问题一条条掰开讲，设备腔体尺寸和压力档位都支持非标定制，不管是高校做研发小试，还是工厂上量产线，都能配上合适的规格。
四、一台炉子不只做一种材料，试烧可以先跑起来
目前这套真空热压炉不光适配金刚石铜，做金刚石铝、铝基碳化硅这类散热复合材料的热压烧结，还有VC扩散焊接，都能覆盖。也就是说，客户如果在多个高导热材料方向上布局，一台设备的复用性比较强。志远工业在东莞有标准化产线，大湾区的客户如果有兴趣，可以把样品寄到东莞先试烧，把小批量工艺跑通了再定设备，风险小很多。
东莞市志远工业设备有限公司专注实验级、工业级高温热工装备的研发和非标定制，除了金刚石铜真空热压炉，还有真空钎焊炉、高温烧结炉等一整系列产品。这次参加郑州的金刚石材料技术大会，也是想借行业交流的机会，把设备方案和正在做金刚石散热材料的企业面对面碰一碰。做金刚石铜、金刚石铝这类材料的团队，欢迎按自己的来样材质和尺寸，找技术这边聊一聊热压方案怎么配。 志远工业设备提供真空渗碳炉、真空热压炉等设备，配套完善的售后技术支持。