何亭融,曲紹寧,尹訓(xùn)茜
(山東科技大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院,山東 青島 266590)
隨著社會(huì)的發(fā)展,電子產(chǎn)品也得到迅速發(fā)展,越來越多的電子產(chǎn)品向小型便攜化、快捷多功能化方向發(fā)展。由于電子元件的集成變得密集,運(yùn)算速度大幅提高,電子元件在高頻下工作產(chǎn)生的熱量更加集中,熱量積累更多,從而造成產(chǎn)品性能大幅下降[1]。電子器件的溫度每超過額定溫度2℃,其可靠性將降低10%;由變壓器熱老化定律可知,變壓器繞組的絕緣溫度在80~130℃時(shí),溫度每升高6℃,絕緣老化速度將增加一倍,預(yù)期壽命將縮短一半[2]。為了提高電子設(shè)備的性能穩(wěn)定性和使用壽命,需要提高電子封裝材料的導(dǎo)熱性;同時(shí),為了保證電子設(shè)備的信號(hào)傳輸速度和減小信號(hào)損失,還需要電子封裝材料具有較低的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗[3]。因此開發(fā)高導(dǎo)熱低介電封裝材料對(duì)下一代高性能電子器件與設(shè)備的開發(fā)具有非常重要的意義。
環(huán)氧樹脂(EP)具有價(jià)格低、固化成型簡單、粘合力高、穩(wěn)定性好、耐化學(xué)品性能好、力學(xué)性能高、電絕緣性能優(yōu)良等特點(diǎn),在高低壓電器、電機(jī)和電子元器件的絕緣及封裝上得到了廣泛應(yīng)用[4]。但是EP存在韌性差、熱導(dǎo)率低(0.2 W/(m·K))、熱穩(wěn)定性差等缺點(diǎn),提高環(huán)氧樹脂的熱導(dǎo)率是其作為電子封裝材料的關(guān)鍵。
氮化硼(BN)具有優(yōu)良的性能,其熱導(dǎo)率為30~330 W/(m·K),介電常數(shù)較低(1.6~3.5),且具有高體積電阻率和耐高溫特性[5]。BN有無定型、立方型、六方型3種晶型,最常見的是六方型氮化硼(h-BN)。h-BN具有和石墨相同的片狀結(jié)構(gòu),也被稱為“白色石墨”,即使在2 000℃高溫下,h-BN的電阻率也高達(dá)1 900 Ω·cm[6]。
本文以無機(jī)材料BN為切入點(diǎn),介紹填充型環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料的導(dǎo)熱機(jī)理,綜述國內(nèi)外有關(guān)EP/BN導(dǎo)熱復(fù)合材料的研究進(jìn)展,并指出目前存在的問題以及未來的研究方向。
固體內(nèi)部的導(dǎo)熱載體有電子、聲子、光子3種。金屬是通過大量電子傳熱,無機(jī)非金屬是通過晶格的熱振動(dòng)來傳熱,即聲子傳熱。聚合物由于分子鏈的無規(guī)纏結(jié),分子量大,分子量的多分散性及分子鏈振動(dòng)對(duì)聲子的散射,導(dǎo)致無法形成完整晶體,熱導(dǎo)率低[7]。提高EP的熱導(dǎo)率有兩種方法,一是合成具有高度結(jié)晶性或取向度的本體EP;二是在EP基體中引入高導(dǎo)熱填料,制備填充型復(fù)合材料獲得高導(dǎo)熱性能。因?yàn)橹苽涓邔?dǎo)熱本體EP工藝復(fù)雜,成本較高,所以目前大多采用填充填料的方法制備高導(dǎo)熱EP[8-9]。填充材料分為無機(jī)材料、碳材料、金屬材料等,由于碳材料和金屬材料的填充在提高EP導(dǎo)熱性的同時(shí)也會(huì)提高其導(dǎo)電性,不適合作為電子封裝材料。
目前填充型導(dǎo)熱聚合物的導(dǎo)熱機(jī)理主要有導(dǎo)熱通路理論、逾滲理論和熱彈性系數(shù)理論,其中最為普遍的是導(dǎo)熱通路理論[1]。當(dāng)填料用量較少時(shí),復(fù)合材料會(huì)形成海島結(jié)構(gòu),填料作為分散相被聚合物基體孤立,不能相互聯(lián)系,對(duì)提高導(dǎo)熱系數(shù)作用不大;當(dāng)填料用量到達(dá)一個(gè)臨界值時(shí),填料成為連續(xù)相,填料之間彼此聯(lián)系、相互接觸和作用,復(fù)合材料內(nèi)形成鏈狀導(dǎo)熱通路。隨著填料含量的進(jìn)一步增加,復(fù)合材料內(nèi)部的導(dǎo)熱通路相互交織,即形成導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò),如圖1所示。當(dāng)導(dǎo)熱通路的取向和熱流方向一致時(shí),熱流方向上的熱阻很小,導(dǎo)熱性能大幅提高[7,10-12]。因此,如何在復(fù)合材料內(nèi)部熱流方向上形成導(dǎo)熱通路是提高環(huán)氧樹脂復(fù)合材料熱導(dǎo)率的關(guān)鍵。
BN填料具有較高的本征熱導(dǎo)率,因此被廣泛地用于提高聚合物的導(dǎo)熱性能,用其制備的復(fù)合材料同時(shí)還具有優(yōu)良的力學(xué)性能、韌性、抗老化性及加工性能[13]。牟其伍等[14]研究了不同含量的BN對(duì)復(fù)合材料熱導(dǎo)率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,BN顆粒與EP界面結(jié)合緊密,形成了良好的導(dǎo)熱通路。當(dāng)BN質(zhì)量分?jǐn)?shù)為90%時(shí),復(fù)合材料的熱導(dǎo)率達(dá)1.24 W/(m·K),是純EP的7倍多,并且還具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。但是因?yàn)樗玫腂N填料尺寸較大,且采用的機(jī)械混合的方法會(huì)導(dǎo)致填料分散不均勻,所以需要在很高的填充量下才能形成有效的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)。馬萬里等[15]采用行星共混法分別制備出微米EP/BN復(fù)合材料(EPM)和納米EP/BN復(fù)合材料(EPN)。研究表明,薄片狀的納米BN比塊狀的微米BN微粒之間有更大的接觸面積,更易形成導(dǎo)熱網(wǎng)鏈。EPN比EPM具有更高的熱導(dǎo)率和更低的電導(dǎo)率,當(dāng)填充的BN納米片質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%時(shí),EPN復(fù)合材料的熱導(dǎo)率高達(dá)0.61 W/(m·K),是純EP熱導(dǎo)率的3.2倍,如圖2所示。
圖1 填充型導(dǎo)熱EP復(fù)合材料的導(dǎo)熱機(jī)理Fig.1 Thermal conducting mechanism of filled-type thermal conductive EP composites
圖2 不同BN質(zhì)量分?jǐn)?shù)復(fù)合材料的熱導(dǎo)率Fig.2 Thermal conductivity of the composite materials with different mass fractions of BN
將BN與EP簡單地復(fù)合,可以在一定程度上提高EP的導(dǎo)熱性,但是存在以下兩個(gè)問題:①填料表面具有一定的粗糙度,使得填料與聚合物基體的界面結(jié)合不夠緊密,界面存在大量的間隙,導(dǎo)致BN填料與EP基體之間存在較大的接觸熱阻,較大程度上阻礙了復(fù)合體系導(dǎo)熱性能的提升[16];②簡單混合往往需要較大的填料填充量才能獲得導(dǎo)熱性能的較大提升,但是當(dāng)填料的含量超過一定值時(shí),填料會(huì)發(fā)生團(tuán)聚,不利于導(dǎo)熱通路的形成[17],且高的填充量會(huì)對(duì)聚合物的力學(xué)性能、介電性能以及加工性能產(chǎn)生不利的影響[3,18]。因此減小填料與基體之間的界面熱阻,開發(fā)低填充高導(dǎo)熱復(fù)合材料顯得很重要。
通過表面活性劑、偶聯(lián)劑和功能聚合物對(duì)BN進(jìn)行表面功能化改性[19],能有效提高BN與EP之間的相互結(jié)合力,降低界面接觸熱阻,同時(shí)提高BN與EP的相容性和BN在EP中的分散性,實(shí)現(xiàn)在較低BN填充量下構(gòu)建有效導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò),是提高EP復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的有效途徑。徐隨春等[20]用十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)改性BN,研究了改性BN(簡稱BNOC)對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的影響。結(jié)果表明,BNOC微粒在EP基體內(nèi)均勻分散且有良好的相容性,當(dāng)BNOC的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14.6%時(shí),復(fù)合材料的熱導(dǎo)率達(dá)0.62 W/(m·K),約為純EP的2.7倍,體積電阻率為3.88×1014Ω·cm,較純EP(4.63×1014Ω·cm)有輕微下降,但仍保持優(yōu)異的電絕緣性能。
JIANG Yunliang等[3]采用自由基聚合法在h-BN表面接枝聚甲基丙烯酸縮水甘油酯(PGMA),成功制備了EP/h-BN-PGMA復(fù)合材料,研究了h-BN改性前后對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)熱性能和介電性能的影響。當(dāng)復(fù)合材料中h-BN-PGMA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%時(shí),復(fù)合材料的熱導(dǎo)率為1.20 W/(m·K),是純EP的5.05倍,介電常數(shù)為5.17,滿足電子封裝要求。與EP/h-BN相比,EP/h-BN-PGMA有更高的熱導(dǎo)率、儲(chǔ)能模量和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,說明接枝改性h-BN有助于提高h(yuǎn)-BN與EP界面的相互作用。
HOU Jun等[21]采用混酸弱化B-N鍵,引入-OH基團(tuán),接枝硅烷偶聯(lián)劑(3-氨丙基乙氧基硅烷,APTES)對(duì)BN進(jìn)行表面改性,合成了硅烷化的氮化硼(APBN),采用溶液分散和澆鑄成型制備了EP/APBN復(fù)合材料。研究表明,APBN的存在延緩了復(fù)合材料的熱分解進(jìn)程,當(dāng)APBN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%時(shí),EP/APBN復(fù)合材料的熱導(dǎo)率高達(dá)1.18 W/(m·K),為純EP的6.14倍。硅烷分子在復(fù)合材料中起橋梁作用,增加了填料在基體中的化學(xué)交聯(lián)點(diǎn),減小了界面熱阻,提高了界面熱傳遞效率,并且在1 kV的電壓作用下也沒有出現(xiàn)介電擊穿現(xiàn)象,具有較高的電絕緣性能。
隨著電子設(shè)備的功能密集化,電子封裝用EP在提高導(dǎo)熱性能的同時(shí),還需要具有低的熱膨脹系數(shù)、介電常數(shù)和介質(zhì)損耗,以保證信號(hào)的傳輸效率、設(shè)備使用可靠性及使用壽命。因此,單一性能的改善不能滿足電子封裝對(duì)EP的要求,需要在提高EP導(dǎo)熱性能的同時(shí),改善其介電性能和熱膨脹性能。ZHANG Chi等[22]采用在BNNTs表面接枝氨基丙基三甲氧基硅烷(APS)的方法,制備了高導(dǎo)熱、高絕緣和低熱膨脹系數(shù)的EP/BNNT-APS納米復(fù)合材料。由于APS與EP基體之間形成了共價(jià)鍵,強(qiáng)共價(jià)相互作用促進(jìn)了BNNTs在EP基體內(nèi)均勻分散,極大降低了界面熱阻。在BNNTs-APS體積分?jǐn)?shù)為10%時(shí),復(fù)合材料的熱導(dǎo)率為1.62 W/(m·K),比純EP提高近6.5倍,同時(shí)保持低的介電常數(shù)(100 Hz時(shí)約為4.1),介質(zhì)損耗因數(shù)(tanδ)略有下降,由于BNNTs-APS與EP基體之間的強(qiáng)界面結(jié)合限制了聚合物鏈的運(yùn)動(dòng),在低溫下復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)降低了20%。
研究表明,對(duì)BN進(jìn)行表面改性后制備的復(fù)合材料比BN和EP直接復(fù)合得到的復(fù)合材料具有更高的熱導(dǎo)率。這主要是因?yàn)锽N表面改性后,填料與基體之間形成了較強(qiáng)的結(jié)合力,加強(qiáng)了兩者的界面相容性,極大地降低了界面熱阻,還可以減少BN粒子的團(tuán)聚。但是BN在基體內(nèi)的分布仍存在一定的隨機(jī)性,導(dǎo)熱性能的提升有限,且導(dǎo)熱通路的形成主要還是依靠較高的BN填充量來實(shí)現(xiàn)。另外,BN的改性對(duì)復(fù)合材料的介電、絕緣及力學(xué)性能也有一定的影響[23],當(dāng)硅烷偶聯(lián)劑用量過多時(shí)會(huì)將BN包覆,在BN表面形成熱阻,影響復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能[24]。
設(shè)計(jì)并通過不同的方法制備具有BN三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的EP復(fù)合材料,是目前EP導(dǎo)熱復(fù)合材料的研究熱點(diǎn)。簡單混合填充的EP/BN復(fù)合材料中,BN的分布具有隨機(jī)性,導(dǎo)熱通路的形成主要依賴于BN的高填充量來被動(dòng)實(shí)現(xiàn);而BN三維導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的主動(dòng)構(gòu)筑則可以實(shí)現(xiàn)在較低BN填充量下,形成連續(xù)的高效導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò),更好地提高EP的導(dǎo)熱性能。冷鑫鈺等[25]通過不同尺寸的BN和聚苯乙烯(PS)微球經(jīng)過熱壓和燒蝕制備三維BN骨架,隨后用EP浸潤三維BN骨架結(jié)構(gòu),獲得了EP/BN復(fù)合材料。研究表明,小尺寸的BN表現(xiàn)出良好的協(xié)同效應(yīng),可以有效填充大尺寸BN堆疊形成的空隙,從而形成結(jié)構(gòu)完善的三維導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò),制備的EP/BN復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能大幅提高。如圖3所示,當(dāng)h-BN(15 μm)與h-BN(1 μm)的質(zhì)量比為9∶1時(shí),能形成更為致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),復(fù)合材料的熱導(dǎo)率達(dá)到1.98 W/(m·K),是純環(huán)氧樹脂的10倍,因?yàn)榈蜔崤蛎浵禂?shù)BN的添加及EP的熱膨脹運(yùn)動(dòng)受到BN網(wǎng)絡(luò)的阻礙,導(dǎo)致EP/BN復(fù)合材料有更低的熱膨脹系數(shù),其值為43.27×10-6/K,同時(shí)具有更好的熱穩(wěn)定性、熱力學(xué)性能和較低的介電常數(shù)。
圖3 不同尺寸h-BN復(fù)配復(fù)合材料的熱導(dǎo)率Fig.3 Thermal conductivity of the composite materials mixed with h-BN with different sizes
XIAO Chao等[18]采用鹽模法制備了空心氮化硼微球(BNMB)骨架,將EP滲透到BNMB骨架,成功制備具有填料分離結(jié)構(gòu)的EP/BNMB復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn),BNMB在基體中有選擇性地分布,填料分離的結(jié)構(gòu)在基體中構(gòu)建了連續(xù)導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò),填料之間界面接觸改善,熱阻降低,減少了填料界面聲子散射。當(dāng)BNMB的體積分?jǐn)?shù)為65.6%時(shí),復(fù)合材料的熱導(dǎo)率最大值為17.61 W/(m·K)(面內(nèi)方向)、5.08 W/(m·K)(面外方向),與純EP相比,復(fù)合材料質(zhì)量損失20%時(shí)的熱分解溫度提高了227.3℃,介電常數(shù)(3.92)和介質(zhì)損耗因數(shù)(0.0209)均保持在較低水平,基本滿足電子封裝的需求。
CHEN Jin等[23]采用溶膠-凝膠法和冷凍干燥法成功制備了以纖維素納米材料支撐的三維BN納米氣凝膠(3D-C-BNNS),隨后把EP浸入3D-C-BNNS氣凝膠,成功制備出高導(dǎo)熱低填充的納米復(fù)合材料。實(shí)驗(yàn)表明,在較低BNNS填充量下,復(fù)合材料不僅具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能,還具有良好的絕緣性能,在室溫下BNNSs體積分?jǐn)?shù)為9.6%時(shí),復(fù)合材料的熱導(dǎo)率為3.13 W/(m·K),約為純EP熱導(dǎo)率的16倍,是BNNSs隨機(jī)分布的復(fù)合材料熱導(dǎo)率的近11倍,并且其體積電阻率為1015Ω·cm,仍是良好的絕緣復(fù)合材料。
HAN Jingkai等[26]運(yùn)用雙向冷凍技術(shù),將氮化硼納米片(BNNS)組裝成具有長程排列的層狀氣凝膠,然后用冷凍干燥法制備了低填充高導(dǎo)熱EP/BNNS復(fù)合材料。測(cè)試表明,復(fù)合材料在EP基體內(nèi)構(gòu)建了仿生貝殼珍珠層的三維各向異性傳導(dǎo)網(wǎng)絡(luò),高度排列的三維傳導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)提供了較長的聲子通道,減小了聲子的散射。在BNNS體積分?jǐn)?shù)為15%時(shí),復(fù)合材料的面內(nèi)熱導(dǎo)率為6.07 W/(m·K),面內(nèi)外熱導(dǎo)率之比高達(dá)12,電阻率高達(dá)2×1012Ω·cm,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為120℃。
上述研究表明,BN三維導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建,有效地解決了簡單混合填料隨機(jī)分布、導(dǎo)熱通路構(gòu)建效率低下所帶來的EP導(dǎo)熱性能提高不明顯且需要BN高填充的問題,使得EP的導(dǎo)熱性能大幅提高。但是,該類型的EP導(dǎo)熱復(fù)合材料也存在如下問題:由于BN的二維材料屬性,其導(dǎo)熱性本身具有明顯的各向異性特征,平面內(nèi)和平面外熱導(dǎo)率差距很大,目前文獻(xiàn)所報(bào)道的BN三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中基本都存在著BN的取向問題[28],即BN三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其EP復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能往往表現(xiàn)出明顯的各向異性[18,26-27,29]。為了更好地提高EP/BN復(fù)合材料的導(dǎo)熱性,實(shí)現(xiàn)其導(dǎo)熱性的各向同性,需要對(duì)BN三維導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的控制。TIAN Zhilin等[27]采用直接發(fā)泡法制備了三維互聯(lián)層狀多孔EP/BN復(fù)合材料,這種泡沫模板法構(gòu)建了各向同性的多孔結(jié)構(gòu)并且BN填料含量很低。實(shí)驗(yàn)分別研究了微米級(jí)和亞微米級(jí)填料復(fù)合材料的性能,結(jié)果表明微米級(jí)BN在復(fù)合材料中引入較少外部缺陷和晶界,提高了聲子平均自由程,并且微米BN沿著孔壁排列,孔壁在空間內(nèi)各向同性生長,所以復(fù)合材料可以向各個(gè)方向均勻傳熱。在微米BN質(zhì)量分?jǐn)?shù)為24.4%時(shí),復(fù)合材料面內(nèi)熱導(dǎo)率為5.19 W/(m·K),面外熱導(dǎo)率為3.48 W/(m·K),此時(shí)復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)低至24.6×10-6/K。
但是,目前具有BN三維導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的EP導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備過程及工藝普遍比較復(fù)雜,成本也比較高,不利于EP/BN導(dǎo)熱復(fù)合材料的工業(yè)生產(chǎn)及應(yīng)用。
將具有優(yōu)異導(dǎo)熱性能的碳納米材料與導(dǎo)熱絕緣的BN結(jié)合構(gòu)建復(fù)合導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò),是目前解決微電子器件散熱難題的一種非常有效的策略。
M OWAIS等[30]制備了BN改性石墨烯納米片(mGNP)/短碳纖維(SCF)/EP的三元復(fù)合導(dǎo)熱材料。研究表明,BN對(duì)GNP的改性使得絕緣性能優(yōu)越的BN堆疊在GNP的表面,可以在保證導(dǎo)熱性的同時(shí),有效地阻止電荷的遷移。分散在EP基體中相鄰的SCF通過高縱橫比的mGNP連接,形成三維導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)通路,使聲子傳導(dǎo)速度加快,實(shí)現(xiàn)熱量有效均勻傳遞,因此,該復(fù)合材料在比較低的填充量下表現(xiàn)出優(yōu)異的導(dǎo)熱性能和絕緣性能。在SCF和mGNP的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為3%和5%時(shí),復(fù)合材料的熱導(dǎo)率為0.8 W/(m·K),約是純EP的4.38倍,并且體積電阻率高達(dá)6.41×1015Ω·cm,幾乎接近純EP的體積電阻率(7.8×1016Ω·cm)。
黃濤[31]用硅烷偶聯(lián)劑對(duì)h-BN進(jìn)行表面處理引入氨基基團(tuán),利用靜電組裝原理使氧化石墨烯(GO)附著于h-BN,制備了h-BN@GO雜化粒子并與EP進(jìn)行復(fù)合。研究表明,GO對(duì)h-BN顆粒之間起到了橋梁作用,使本來相互獨(dú)立的h-BN相互聯(lián)系,促進(jìn)了聚合物中三維導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的形成。當(dāng)h-BN@GO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%時(shí),復(fù)合材料的熱導(dǎo)率最高達(dá)2.23 W/(m·K),是EP/h-BN熱導(dǎo)率的2.8倍,是純EP熱導(dǎo)率的10倍。隨后通過對(duì)GO進(jìn)行化學(xué)還原的方法制備了h-BN-RGO雜化粒子并與EP進(jìn)行復(fù)合,RGO與h-BN結(jié)合成雜化粒子之后界面熱阻減小,當(dāng)填料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為26.04%時(shí),熱導(dǎo)率最高達(dá)3.45 W/(m·K),是同等填充量下EP/h-BN復(fù)合材料熱導(dǎo)率的4.3倍,是純環(huán)氧樹脂熱導(dǎo)率的15.5倍。
將具有優(yōu)異導(dǎo)熱性能的碳材料用于EP電子封裝復(fù)合材料,關(guān)鍵問題是如何減小其本身所具有的導(dǎo)電性帶來的復(fù)合材料絕緣性能的下降。因此,如何對(duì)碳材料/BN/EP的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),充分將BN的導(dǎo)熱絕緣性和碳材料的導(dǎo)熱性結(jié)合起來,制備高導(dǎo)熱絕緣的EP復(fù)合材料,是多元填料填充EP導(dǎo)熱復(fù)合材料的研究重點(diǎn)。
當(dāng)今世界的變化日新月異,電子產(chǎn)品的小型化、功能密集化對(duì)適用于封裝的高導(dǎo)熱絕緣EP復(fù)合材料提出了新的要求。高導(dǎo)熱、低介電、高絕緣的BN是制備高導(dǎo)熱EP電子封裝材料的理想填料。目前,針對(duì)電子封裝應(yīng)用的高導(dǎo)熱EP/BN復(fù)合材料已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展,但仍存在一些問題需要解決:
(1)如何在EP基體內(nèi)構(gòu)建有效的BN三維導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)仍是制備高導(dǎo)熱EP復(fù)合材料的關(guān)鍵問題。BN三維導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建能有效減小BN的填充量,減小接觸熱阻,對(duì)其他性能影響不大的前提下提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能。
(2)制備導(dǎo)熱性各向同性的EP復(fù)合材料。
(3)從工程應(yīng)用的角度來看,目前EP導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備工藝相對(duì)比較復(fù)雜,不適合大規(guī)模生產(chǎn)。因此,需要研究和開發(fā)簡單、低成本、適合大規(guī)模生產(chǎn)的制備工藝方法。