基于微/納米結(jié)構(gòu)單元的有序組裝制備高導(dǎo)熱復(fù)合材料
發(fā)布時(shí)間：2021-11-18 06:40
器件的微型化和高集成度在賦予電子產(chǎn)品更多功能、更高效率的同時(shí),也使得電子產(chǎn)品中單位體積的工作功率大幅度提升,由此帶來了嚴(yán)重的散熱問題。電子元器件的耗散生熱會(huì)直接導(dǎo)致電子設(shè)備溫度的升高和熱應(yīng)力的增加,對(duì)微電子設(shè)備的工作可靠性造成嚴(yán)重威脅。工業(yè)界普遍認(rèn)為未來電子產(chǎn)品發(fā)展的瓶頸不是硬件本身和散熱設(shè)計(jì),而是是否能制備有效的散熱材料�，F(xiàn)有的導(dǎo)熱復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能難以滿足電子工業(yè)發(fā)展的需求。因此,為了解決電氣電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)散熱問題,開發(fā)研制新型、具有優(yōu)良綜合性能的高導(dǎo)熱復(fù)合材料正成為國(guó)際電氣電子絕緣領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本論文在對(duì)國(guó)內(nèi)外導(dǎo)熱復(fù)合絕緣材料研究現(xiàn)狀的分析與未來導(dǎo)熱復(fù)合材料的發(fā)展趨勢(shì)歸納上,以制備高性能導(dǎo)熱復(fù)合材料為目標(biāo),基于微/納米結(jié)構(gòu)單元的有序組裝制備了幾款新型導(dǎo)熱復(fù)合材料。研究了復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能、力學(xué)強(qiáng)度和電絕緣性能與材料的微觀結(jié)構(gòu)及其界面?zhèn)鳠嵝再|(zhì)的關(guān)系,取得的主要研究成果總結(jié)如下:1.針對(duì)目前包含高含量填料的復(fù)合材料機(jī)械性能較差的問題,我們受到天然貝殼層狀結(jié)構(gòu)的啟發(fā),制備了具有仿貝殼結(jié)構(gòu)的高導(dǎo)熱氮化硼納米片（BNNS）-氧化石墨烯（GO）復(fù)合紙。BNNS和GO之間的聲子譜匹配以及復(fù)合...
【文章來源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院)廣東省
【文章頁數(shù)】：190 頁
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
計(jì)算機(jī)（a）和電話（b）的今昔對(duì)比
封裝由二維升級(jí)至三維所帶來的熱問題：（a）二維封裝系維封裝系統(tǒng)。ure 1.2 Heat transferring path in (a) 2D and (b) 3D electronic p品的微型化依賴于先進(jìn)電子封裝技術(shù)的發(fā)展。電子產(chǎn)品的個(gè)集成電路芯片都可以看做是一層樓。如果想要盡可能地就意味著要把每座樓都蓋得足夠高，在電子產(chǎn)品中就意味一起。例如，多芯片模塊就是將多個(gè)不同功能的芯片進(jìn)行封裝效率，提高電子產(chǎn)品內(nèi)部的空間利用率，有利用減小1.2 所示的三維封裝就是在二維平面封裝的基礎(chǔ)上繼續(xù)向垂的封裝技術(shù)將會(huì)向著更高集成度發(fā)展。三維封裝使用硅通孔導(dǎo)線，提高了信號(hào)傳輸效率，大幅度提高運(yùn)行模塊的功能多優(yōu)點(diǎn)，但相比于二維封裝，它面臨巨大的結(jié)構(gòu)散熱挑戰(zhàn)
此目前向聚合物基體中加入導(dǎo)熱填料制備填充型復(fù)合材料仍是主流填充型復(fù)合材料即將填料與聚合物共混而制備的復(fù)合材料，其導(dǎo)熱增于導(dǎo)熱填料的貢獻(xiàn)，具體與填料的分布狀態(tài)、填料的含量和填料/聚阻等因素有關(guān)。當(dāng)填料含量較低時(shí)，填料均勻分布于聚合物基體中海島的兩相體系。填料被聚合物基體所阻斷，孤立的填料之間缺乏有此時(shí)復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能提升有限。當(dāng)進(jìn)一步提高填料含量至逾滲閾始相互接觸而形成宏觀的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，可以為聲子的高速傳輸提供通3 所示，在這種情況下復(fù)合材料的導(dǎo)熱性將得到顯著提高[31]。某些情傳輸具有方向性，因此如果熱量的傳輸方向與導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的方向一致有效的傳遞；然而當(dāng)熱量的傳輸方向與導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)方向不一致時(shí)，熱量到很多阻隔。綜上所述，對(duì)于導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料來說，提高其導(dǎo)是在體系內(nèi)部形成最大程度的取向?qū)峋W(wǎng)絡(luò)。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]PPS/Al2O3導(dǎo)熱復(fù)合材料的性能及其應(yīng)用[J]. 劉運(yùn)春,殷陶,陳元武,劉述梅,趙建青,傅軼. 工程塑料應(yīng)用. 2009(02)
博士論文
[1]高導(dǎo)熱聚合物基復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 虞錦洪.上海交通大學(xué) 2012
[2]高導(dǎo)熱絕緣高分子復(fù)合材料研究[D]. 周文英.西北工業(yè)大學(xué) 2007
本文編號(hào)：3502409
【文章來源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院)廣東省
【文章頁數(shù)】：190 頁
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【部分圖文】：
計(jì)算機(jī)（a）和電話（b）的今昔對(duì)比
封裝由二維升級(jí)至三維所帶來的熱問題：（a）二維封裝系維封裝系統(tǒng)。ure 1.2 Heat transferring path in (a) 2D and (b) 3D electronic p品的微型化依賴于先進(jìn)電子封裝技術(shù)的發(fā)展。電子產(chǎn)品的個(gè)集成電路芯片都可以看做是一層樓。如果想要盡可能地就意味著要把每座樓都蓋得足夠高，在電子產(chǎn)品中就意味一起。例如，多芯片模塊就是將多個(gè)不同功能的芯片進(jìn)行封裝效率，提高電子產(chǎn)品內(nèi)部的空間利用率，有利用減小1.2 所示的三維封裝就是在二維平面封裝的基礎(chǔ)上繼續(xù)向垂的封裝技術(shù)將會(huì)向著更高集成度發(fā)展。三維封裝使用硅通孔導(dǎo)線，提高了信號(hào)傳輸效率，大幅度提高運(yùn)行模塊的功能多優(yōu)點(diǎn)，但相比于二維封裝，它面臨巨大的結(jié)構(gòu)散熱挑戰(zhàn)
此目前向聚合物基體中加入導(dǎo)熱填料制備填充型復(fù)合材料仍是主流填充型復(fù)合材料即將填料與聚合物共混而制備的復(fù)合材料，其導(dǎo)熱增于導(dǎo)熱填料的貢獻(xiàn)，具體與填料的分布狀態(tài)、填料的含量和填料/聚阻等因素有關(guān)。當(dāng)填料含量較低時(shí)，填料均勻分布于聚合物基體中海島的兩相體系。填料被聚合物基體所阻斷，孤立的填料之間缺乏有此時(shí)復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能提升有限。當(dāng)進(jìn)一步提高填料含量至逾滲閾始相互接觸而形成宏觀的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，可以為聲子的高速傳輸提供通3 所示，在這種情況下復(fù)合材料的導(dǎo)熱性將得到顯著提高[31]。某些情傳輸具有方向性，因此如果熱量的傳輸方向與導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)的方向一致有效的傳遞；然而當(dāng)熱量的傳輸方向與導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)方向不一致時(shí)，熱量到很多阻隔。綜上所述，對(duì)于導(dǎo)熱聚合物復(fù)合材料來說，提高其導(dǎo)是在體系內(nèi)部形成最大程度的取向?qū)峋W(wǎng)絡(luò)。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]PPS/Al2O3導(dǎo)熱復(fù)合材料的性能及其應(yīng)用[J]. 劉運(yùn)春,殷陶,陳元武,劉述梅,趙建青,傅軼. 工程塑料應(yīng)用. 2009(02)
博士論文
[1]高導(dǎo)熱聚合物基復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 虞錦洪.上海交通大學(xué) 2012
[2]高導(dǎo)熱絕緣高分子復(fù)合材料研究[D]. 周文英.西北工業(yè)大學(xué) 2007
本文編號(hào)：3502409
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