姜海涛 崔健磊 殷东平 梅雪松

1.中国电子科技集团公司第三十八研究所，合肥,2300882.西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室，西安,710054

0 引言

随着雷达体制和技术不断朝着“极大极小两极化”方向发展，构成雷达系统基础的功能模块，如T/R等微波功率组件，呈现出多功能、高集成、大热流密度的发展趋势[1-3]。尤其是氮化镓(GaN)芯片的广泛应用，雷达功率组件的热流密度很快突破500 W/cm2，未来将超过1 kW/cm2。然而，目前功率组件散热技术在架构体系及工艺实现方面，仍局限在400 W/cm2之内，高效散热技术发展越来越跟不上雷达系统的发展速度，已成为技术瓶颈。

金刚石微通道热沉[4-7]采用了热导率高达2 kW/(m·K)的金刚石膜材料，通过设计高效微通道的结构形式，采用直接与功率芯片封焊和热扩展的架构体系，可满足热流密度大于1 kW/cm2功率组件的散热需求。然而，金刚石热沉材料的莫氏硬度为10，新莫氏硬度为15，显微硬度为10 GPa，显微硬度比石英高1000倍，比刚玉高150倍。由于金刚石硬度最高，金刚石的加工只能依赖于聚焦离子束和激光束加工，而激光凭借极高的峰值功率、精确的损伤阈值、极小的热影响区、高的加工精度，以及适合于各种难加工超硬材料的特点，成为科研人员关注的焦点。

ODAKE等[8]利用纳秒紫外激光对聚晶金刚石和单晶金刚石进行了微槽加工实验，研究发现，相比单晶金刚石，热导率较小的聚晶金刚石具有较低的烧蚀阈值，更容易被加工。欧阳承达等[9]利用光纤纳秒激光器进行了金刚石表面微槽加工的实验研究，获得不同截面形状的微槽结构，并分析了不同激光参量对微观结构的影响规律，结果表明，光纤纳秒激光加工的微槽截面为三角形，截面形貌受激光入射参量的影响较大。……