多芯片组件的出现标志着微电子封装技术在高密度、高速度和高性能方面进入 了更高的层次，随着其集成度的提高和体积的缩小，其单位体积内的功耗不断增大，导致发热量增加和温度急剧上升。元器件的失效往往与工作环境温度密切相 关：随着温度的增加，其失效率呈指数增长趋势。研究表明，多芯片组件采用金刚石基板，可显著提升其导热性能。
1、中间金刚石层对温度场的影响
由材料的热性质（表 3-2）可知，CVD 金刚石的导热率非常高，模拟金刚石导 热层厚度对温度场的影响，结果如图 3-4 所示，可见加入金刚石导热层可以明显改 善芯片结温，但其厚度对散热的影响较小，所以在实际封装时，考虑到封装体积， 中间导热层厚度不可能做得很厚。
图 3-4 中间 CVD 金刚石导热层厚度对芯片温度的影响
Fig3-4 Effect of the thickness of CVD-Diamond layer on the maximum temperature of the chips T/℃
采用 ANSYS 的 APDL 语言，比较分析了没有中间层 CVD 金刚石作导热层和 采用 CVD 金刚石中间层时，芯片的散热情况随功率的变化情况；结果如图 3-5 所 示，表明没有中间金刚石导热层时芯片的温度很高，当加入了高导热层后，芯片 的结点温度明显地降低，说明中间的金刚石导热层为内部的热量提供了一条有效 的散热途径，能有效地把热量散到壳的外表面。
图 3-5 功耗对芯片最高温度的影响
Fig3-5 Effect of power input on the maximum temperature of the chips
2、金刚石作为基板对温度场的影响
前面我们分析了金刚石作为中间导热层对温度场的影响，现在把金刚石作为 基板应用到结构中，分析金刚石作为基板对温度场的影响作用。图 3-6 给出了结构 的整体温度场和上下层芯片的温度场分布，从图中可以看到，芯片的最高温度仅 为 59.866℃，芯片上的温差很小，温度分布相当均匀。金刚石基板上芯片最高温度与聚酰亚胺基板上芯片最高温度的比较如表 3-3 所示。
表 3-3 芯片最高温度
Tab3-3 the maximum temperature of the chips
T/℃
图 3-6（a） 金刚石基板的整体结构温度场
Fig3-6(a) Temperature distribution of the whole structure based on diamond
T/℃
图 3-6(b) 上层芯片的温度场分布
Fig3-6(b) Temperature distribution of the up-chip
T/℃
图 3-6（c）下层芯片的温度场分布
Fig3-6(c) Temperature distribution of the down-chip
综上可知，中间金刚石导热层能为内部热量提供一条有效的散热途径，其厚度对温度有一定的影响。采用金刚石基板的多芯片组件比其它材料基板的多芯片组件热性能有显著的改善，显示出了金刚石材料高导热性能。因而在热设计时，尽量采用导热系数大的材料。
化合积电（厦门）半导体科技有限公司是一家专注于宽禁带半导体材料研发、生产和销售的高科技企业，致力于成为全球领先的宽禁带半导体材料公司，核心产品有多晶金刚石（晶圆级金刚石热沉片、金刚石基氮化镓）、单晶金刚石（热学级、光学级、电子级）和氮化铝薄膜（金刚石基氮化铝、硅基氮化铝和蓝宝石基氮化铝）等，产品应用于5G基站、激光器、医疗器械、大功率LED、新能源汽车、新能源光伏、航空航天和国防军工等领域。
