真空电子管制造商利用钼在照明装置上的使用经验，将其用于灯丝支架和栅极，因为钼具有高温强度和机械稳定性。固态电子技术早已将真空管从普通用途中淘汰。随着钼在真空管中用量的减少，固态电子器件设计师发现，除了高温强度，钼还有其他特性使其不可或缺。钼的CTE接近于硅，而且钼具有出色的导热性能和导电性能，这些特性使其成为易碎的硅元器件的理想基材。钼提供了一个坚固的刚性基底，可导电并有效地散热。它的低CTE可以最大限度地减少胀差应力。因此， 钼在电子设备中应用的驱动力从机械性能（ 高温强度和刚度）转向物理性能（热膨胀性能、导电性能和导热性能）。实际上，到2009年，钼在电子设备中的用量已与其在照明产品中的用量相当 。
表1列出了电子设备使用的几种材料（包括钼）的部分物理特性。这个表总结了热膨胀系数（α）、导热系数（k）、弹性模量（E）和密度（ρ）。该表还包括比导热率和比弹性模量，用某一特性除以比重得到。这些“比特性”在航空航天部件等对重量敏感的应用中非常重要。
表1 室温下电子封装材料的物理性能
* 比特性与比重成正比 ** 平面内 *** 全厚度 **** 此值略低于更常用的值5.2
钼基材料的特性和应用一文给出了元器件材料、集成电路使用的基体材料、封装和互连材料以及热管理材料。对不断提高的元器件性能的需求推高了工作温度，相应地，热管理材料已经向高度工程化的复合系统发展，目的是实现热膨胀和高导热率的匹配组合最优化。
图1中左图是一个无数消费品都采用的整流器电路二极管散热器示意图，这个热管理应用采用纯钼已经很多年。图1右图是一个钎焊二极管组件的高倍放大扫描电镜图像。在硅片左侧掺杂磷，使其成为N型半导体，然后在表面附近掺杂额外的P， 使该区域成为N+半导体。需要额外的掺杂来抵消铝钎焊材料的影响，铝钎料往往会使硅成为P型半导体。硅片右侧掺杂硼，使其成为P型半导体。散热器由钼粉压制和烧结而成，它们通过二极管导电并散热。每天自动高速压力机制造数百万个这样的小圆柱体。标准钼粉由于不容易流动，与设备不兼容。自动送料器使用的粉末形态不佳。为了解决这个问题，用水基有机粘合剂溶液对粉末进行喷雾干燥。由此形成的球形团聚钼粉如图2所示。球形团聚体具有高流动性，同时粘结剂增加了压制件的生坯强度，并在颗粒和模具壁之间起润滑作用，减少了压制负荷，延长了模具寿命，并将工具故障降至最低。
图1 左图是采用压制和烧结钼散热器的小功率半导体二极管示意图。右图是半导体结和组件钎焊细节，显示了典型元器件的尺寸© Prof. K. S. Hwang
图2 喷雾干燥的钼粉，呈现为高流动性的球形颗粒 © H.C.Starck
压制和烧结的散热片非常适合小功率整流器，但零件密度不高。压制和烧结零部件总有残余孔隙率，这些孔隙会降低散热器的导热性。烧结钼的韧性也低于锻轧（变形）材料。大功率半导体应用需要最高性能，因此这些设备的散热器由全致密的钼片制成。多年来，用于大功率器件的钼散热器一直是固态电子技术的重要组成部分。功率半导体处理大电流，它们用于运输车辆和工业设备的电机控制以及发电等应用。
图3 是半导体晶闸管的示意图，显示了钼板堆叠和器件内部的功率半导体。图4 是几个采用钼散热器的功率半导体封装示例。
图3 功率半导体器件示意图 © Powerex
图4 功率半导体器件 ©Powerex, Inc.
某些应用需要比纯钼更高的CTE。例如，表面贴装陶瓷封装集成电路的环氧玻璃电路板，该应用催生了覆铜钼的开发。另一个是需要对直接安装在散热器上的陶瓷封装进行热管理，这催生了Mo-Cu粉末复合材料的开发。钼和铜的结合可以提高热膨胀系数，同时提高导热率。可采用两种方法：制造层压铜/钼/铜（CMC）板，以及通过固态烧结或液态浸渗制备钼/铜（MoCu）粉末复合材料。
图5 和 图6 分别显示了铜/钼包覆层比例对 CMC 板热导率和热膨胀系数的影响。铜增加了热膨胀系数，使设计人员能够定制与氧化铝（Al2O3）和氧化铍（BeO）等陶瓷基材匹配的设计。
图5 铜对CMC板热导率的影响 © H. C. Starck
图6 铜对CMC板CTE的影响© H. C. Starck
图7 显示了这种独特材料的微观结构。当横向热扩散比沿厚度方向热传导更重要时，图5 所示的各向异性特性可能是一个优势，因为器件附着在高导热率的铜表面。
图7 CMC板的显微组织 © H. C. Starck，样品由NSL分析服务公司制备
如果热性能的各向同性是最重要的，则可以采用具有多种铜/钼比例的 MoCu 复合材料。一般通过预烧结钼骨架来获得一定体积分数的连通孔隙，然后浸渗液态铜填充孔隙来制造MoCu复合材料。该工艺仅适用于有限的成分范围， 因为它需要预烧结钼骨架有开放孔隙来容纳铜。但是由于烧结钼晶格的机械约束， 成品部件获得了优异的性能组合。图8显示了这种MoCu 散热器的微观结构。
图8 含30%（重量%）铜的浸渗 MoCu 散热器材料的显微结构 © Plansee SE
可以采用传统的混合/压制/固态烧结工艺生产MoCu，但是，这种方法生产的材料性能较差，因为烧结后材料中总是存在残余孔隙，孔隙不能导热，因此会降低复合材料的导热性能。复合材料也没有钼骨架有益的约束作用，因此不论组成如何，它们的TCE 较高，这不是一个理想的效果。图9 利用此类材料原始专利中钨的相关数据说明了这一点。钨铜（ WCu） 和MoCu 是类似物，因为钼和钨的化学和物理特性非常相似，并且WCu复合材料使用与 MoCu 复合材料相同的制造工艺。对于给定的热膨胀系数，浸渗复合材料总是比混合和烧结材料具有更高的热导率，大约高10%，对于这些应用是一个显著的提升。
图9 采用固态烧结和液态浸渗制造的WCu复合材料的热导率与热膨胀系数。MoCu复合材料的特性与之相类似
浸渗MoCu可用于混合动力汽车的绝缘栅双极晶体管（IGBT）功率器件散热器。虽然钨铜的TCE和导热性能组合优于钼铜，但汽车应用需要减轻重量和降低成本， 因此MoCu成为首选。
制造复合材料的两种方法（烧结和包覆）并不相互排斥。制造商已经用铜包覆MoCu浸渗核心材料，以进一步提高系统的性能，与单用一种复合材料相比， 热性能得到改善。图10是采用这种“复合-复合”材料的功率半导体器件的例子。图11显示了双复合材料的横截面。也可将Cu-MoCu-Cu复合材料轧制成薄箔，用于蓝宝石衬底的LED芯片。CTE为6.1 - 6.7 x 10-6 K-1的Cu-MoCu晶圆基片在钎焊过程中在蓝宝石衬底和LED半导体之间提供了热膨胀的缓冲，并且在灯的照明期间提供长期散热。
图10 采用 Cu-MoCu-Cu 复合材料散热器设计的功率晶体管©Infineon
图11 一种“复合-复合”材料结构显示了MoCu 核心和铜表面层 ©Plansee SE
