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Forschungsfortschritt von wärmeleitenden Verbundwerkstoffen aus Epoxidharz / Bornitrid für elektronische Verpackungen

Aug 06, 2020

Um die Leistungsstabilität und Lebensdauer elektronischer Geräte zu verbessern, muss die Wärmeleitfähigkeit elektronischer Verpackungsmaterialien verbessert werden. Gleichzeitig sollten die elektronischen Verpackungsmaterialien eine niedrige Dielektrizitätskonstante und einen geringen Dielektrizitätsverlust aufweisen, um die Signalübertragungsgeschwindigkeit sicherzustellen und den Signalverlust elektronischer Geräte zu verringern. Daher ist die Entwicklung von Verpackungsmaterialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit und niedrigem Dielektrikum von großer Bedeutung für die Entwicklung der nächsten Generation von elektronischen Hochleistungsgeräten und -geräten.

Wärmeleitungsmechanismus

Gegenwärtig umfasst der Wärmeleitungsmechanismus des gefüllten wärmeleitenden Polymers hauptsächlich die Wärmeleitungspfadtheorie, die Perkolationstheorie und die Theorie des thermoelastischen Koeffizienten, von denen die häufigste die Wärmeleitungspfadtheorie ist.

Wärmeleitende Verbundwerkstoffe aus EP / BN

BN und EP Composite

Das EP kann bis zu einem gewissen Grad durch einfaches Compoundieren von BN mit EP verbessert werden. Es gibt jedoch zwei Probleme: 1) Die Oberfläche des Füllstoffs weist eine gewisse Rauheit auf, und es gibt viele Lücken zwischen dem Füllstoff und der Polymermatrix, die führt zu einem großen Kontaktwärmewiderstand zwischen BN-Füllstoff und EP-Matrix, was die Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit des Verbundsystems stark behindert; 2) Wenn der Gehalt an Füllstoff einen bestimmten Wert überschreitet, agglomeriert der Füllstoff, was der Wärmeleitfähigkeit nicht förderlich ist. Die Bildung von Wegen.

Verbund aus oberflächenmodifiziertem BN und EP

Die Oberflächenmodifikation von BN durch Tensid, Haftvermittler und funktionelles Polymer kann die Bindungskraft zwischen BN und EP wirksam verbessern, den Wärmekontaktwiderstand verringern, die Verträglichkeit zwischen BN und EP und die Dispergierbarkeit von BN in EP verbessern und eine effektive Wärmeleitfähigkeit aufbauen Netzwerk bei niedrigem BN-Gehalt, was ein wirksamer Weg ist, um die Wärmeleitfähigkeit von EP-Verbundwerkstoffen zu verbessern.

EP-Verbundwerkstoffe mit dreidimensionalem Wärmeleitungsnetzwerk BN

Das Design und die Herstellung von EP-Verbundwerkstoffen mit dreidimensionaler BN-Netzwerkstruktur nach verschiedenen Methoden ist der Forschungsschwerpunkt von EP-Wärmeleitverbundwerkstoffen. Der aktive Aufbau einer dreidimensionalen BN-Wärmeleitungsnetzwerkstruktur kann ein kontinuierliches und effizientes Wärmeleitungsnetzwerk mit einer geringen BN-Füllmenge bilden, wodurch die Wärmeleitfähigkeit von EP besser verbessert werden kann. Verschiedene Größen von BN- und Polystyrol (PS) -Mikrokugeln wurden heißgepresst und abgetragen, um ein dreidimensionales BN-Gerüst herzustellen, und dann wurde die dreidimensionale BN-Gerüststruktur mit EP infiltriert, um ein EP / BN-Komposit zu erhalten. Die Änderung der Wärmeleitfähigkeit bei unterschiedlichem Füllstoffverhältnis ist in Abb. 2 dargestellt.

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EP-Verbundwerkstoffe mit mehreren Füllstoffen

Es ist eine sehr effektive Strategie, das Wärmeableitungsproblem mikroelektronischer Bauelemente zu lösen, um Kohlenstoffnanomaterialien mit Wärmedämmung BN zu kombinieren und ein Verbundwärmeleitungsnetzwerk aufzubauen. Die Isolationseigenschaften von BN / EP-Verbundwerkstoffen werden jedoch durch das Füllen von Kohlenstoffmaterialien beeinflusst, was weiter untersucht werden muss