基于微/纳米结构单元的有序组装制备高导热复合材料

发布时间：2021-11-18 06:40

　　器件的微型化和高集成度在赋予电子产品更多功能、更高效率的同时,也使得电子产品中单位体积的工作功率大幅度提升,由此带来了严重的散热问题。电子元器件的耗散生热会直接导致电子设备温度的升高和热应力的增加,对微电子设备的工作可靠性造成严重威胁。工业界普遍认为未来电子产品发展的瓶颈不是硬件本身和散热设计,而是是否能制备有效的散热材料。现有的导热复合材料的导热性能难以满足电子工业发展的需求。因此,为了解决电气电子设备的结构散热问题,开发研制新型、具有优良综合性能的高导热复合材料正成为国际电气电子绝缘领域的研究热点。本论文在对国内外导热复合绝缘材料研究现状的分析与未来导热复合材料的发展趋势归纳上,以制备高性能导热复合材料为目标,基于微/纳米结构单元的有序组装制备了几款新型导热复合材料。研究了复合材料的导热性能、力学强度和电绝缘性能与材料的微观结构及其界面传热性质的关系,取得的主要研究成果总结如下:1.针对目前包含高含量填料的复合材料机械性能较差的问题,我们受到天然贝壳层状结构的启发,制备了具有仿贝壳结构的高导热氮化硼纳米片（BNNS）-氧化石墨烯（GO）复合纸。BNNS和GO之间的声子谱匹配以及复合... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院深圳先进技术研究院)广东省

【文章页数】：190 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

计算机（a）和电话（b）的今昔对比

封装由二维升级至三维所带来的热问题：（a）二维封装系维封装系统。ure 1.2 Heat transferring path in (a) 2D and (b) 3D electronic p品的微型化依赖于先进电子封装技术的发展。电子产品的个集成电路芯片都可以看做是一层楼。如果想要尽可能地就意味着要把每座楼都盖得足够高，在电子产品中就意味一起。例如，多芯片模块就是将多个不同功能的芯片进行封装效率，提高电子产品内部的空间利用率，有利用减小1.2 所示的三维封装就是在二维平面封装的基础上继续向垂的封装技术将会向着更高集成度发展。三维封装使用硅通孔导线，提高了信号传输效率，大幅度提高运行模块的功能多优点，但相比于二维封装，它面临巨大的结构散热挑战

此目前向聚合物基体中加入导热填料制备填充型复合材料仍是主流填充型复合材料即将填料与聚合物共混而制备的复合材料，其导热增于导热填料的贡献，具体与填料的分布状态、填料的含量和填料/聚阻等因素有关。当填料含量较低时，填料均匀分布于聚合物基体中海岛的两相体系。填料被聚合物基体所阻断，孤立的填料之间缺乏有此时复合材料的导热性能提升有限。当进一步提高填料含量至逾渗阈始相互接触而形成宏观的导热网络，可以为声子的高速传输提供通3 所示，在这种情况下复合材料的导热性将得到显著提高[31]。某些情传输具有方向性，因此如果热量的传输方向与导热网络的方向一致有效的传递；然而当热量的传输方向与导热网络方向不一致时，热量到很多阻隔。综上所述，对于导热聚合物复合材料来说，提高其导是在体系内部形成最大程度的取向导热网络。

【参考文献】：
期刊论文
[1]PPS/Al2O3导热复合材料的性能及其应用[J]. 刘运春,殷陶,陈元武,刘述梅,赵建青,傅轶.  工程塑料应用. 2009(02)

博士论文
[1]高导热聚合物基复合材料的制备与性能研究[D]. 虞锦洪.上海交通大学 2012
[2]高导热绝缘高分子复合材料研究[D]. 周文英.西北工业大学 2007



本文编号：3502409