隨著第三代半導體技術的發(fā)展,電子設備呈現(xiàn)多功能化,小型化,集成化的發(fā)展趨勢,器件功率密度因此大幅提升。設備內(nèi)部產(chǎn)生的大量熱量不斷積累,導致面板翹曲,焊點開裂,器件故障,系統(tǒng)卡頓等問題,這些嚴重影響了設備的可靠性和使用壽命。如何將積累的熱量有效傳導出來已經(jīng)成為制約下一代高功率密度電子器件發(fā)展的瓶頸問題。高分子材料被廣泛應用于各種電子設備中,比如基板、灌封膠和界面粘合材料等,但是其較低的導熱系數(shù)對設備的散熱情況極為不利。目前,在聚合物基體中直接填充高導熱填料是提高其導熱系數(shù)常用的方法,但是要達到滿意的散熱效果,往往需要填充大量的導熱填料,這勢必會帶來材料加工性能和力學性能的削弱以及成本的增加。因此,如何在高分子基體中用更少的填料構筑更高效的導熱網(wǎng)絡,對高功率密度電子器件的發(fā)展具有重要意義。本工作從結(jié)構設計出發(fā),采用安全、簡便、低廉、高效的方法,成功制備了一系列三維導熱網(wǎng)絡骨架。選用的填料包括一維碳化硅納米線(SiCw),二維片狀六方氮化硼(h-BN),SiCw/氮化硼納米片(BNNS)復合導熱填料以及三維顆粒狀α晶型三氧化二鋁(α-Al203)。最后通過真空輔助浸漬法將環(huán)氧樹脂充分浸潤到填...

【文章頁數(shù)】：145 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 聚合物基電子封裝材料應用
    1.3 固體傳熱機理
        1.3.1 聚合物材料導熱機理
        1.3.2 填料導熱機理
        1.3.3 聚合物基復合材料導熱機理
    1.4 聚合物基導熱復合材料發(fā)展現(xiàn)狀
        1.4.1 本征型導熱聚合物研究進展
            1.4.1.1 控制分子鏈段排列
            1.4.1.2 提高分子間相互作用
            1.4.1.3 調(diào)控分子結(jié)構
        1.4.2 填充型導熱聚合物研究進展
            1.4.2.1 單一填料填充型
            1.4.2.2 復合填料填充型
            1.4.2.3 填料取向填充型
                1.4.2.3.1 水平取向
                1.4.2.3.2 垂直取向
        1.4.3 填料連續(xù)型導熱聚合物研究進展
            1.4.3.1 粉末混合模壓法
            1.4.3.2 預構骨架法
                1.4.3.2.1 非取向?qū)峁羌?br>                1.4.3.2.2 垂直取向?qū)峁羌?br>            1.4.3.3 預構孔洞法
            1.4.3.4 三維填料骨架特點
    1.5 導熱模型
    1.6 本文研究意義、內(nèi)容和創(chuàng)新點
        1.6.1 本文的研究意義
        1.6.2 本文研究內(nèi)容
        1.6.3 創(chuàng)新點
第2章 三維碳化硅納米線導熱網(wǎng)絡的制備及其環(huán)氧樹脂復合材料性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗原料與設備
        2.2.2 樣品制備
            2.2.2.1 濾餅制備
            2.2.2.2 多孔骨架制備
            2.2.2.3 復合材料制備
        2.2.3 測試與表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 三維SiC_w骨架制備
        2.3.2 多孔SiC_w骨架及其環(huán)氧樹脂復合材料形貌
        2.3.3 復合材料導熱性能
        2.3.4 復合材料熱穩(wěn)定性能
        2.3.5 復合材料介電性能
        2.3.6 復合材料動態(tài)力學性能
    2.4 本章小結(jié)
第3章 中空氮化硼微球的制備及其環(huán)氧樹脂復合材料性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗原料
        3.2.2 樣品制備
            3.2.2.1 中空氮化硼微球制備
            3.2.2.2 多孔骨架制備
            3.2.2.3 復合材料制備
        3.2.3 測試與表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 BNMB及復合材料微觀形貌
        3.3.2 壓力對BNMB骨架孔隙率和取向度的影響
        3.3.3 復合材料導熱系數(shù)及熱管理能力
        3.3.4 復合材料介電性能
        3.3.5 復合材料力學性能
    3.4 本章小結(jié)
第4章 垂直取向SiC_w/BNNS三維骨架的制備及其環(huán)氧樹脂復合材料性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗原料與設備
        4.2.2 樣品制備
            4.2.2.1 氮化硼納米片制備
            4.2.2.2 多孔骨架制備
            4.2.2.3 復合材料制備
        4.2.3 測試與表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 骨架及其環(huán)氧復合材料結(jié)構表征
        4.3.2 復合材料導熱性能
        4.3.3 復合材料熱管理能力
        4.3.4 不同取向?qū)峤Y(jié)構傳熱對比
        4.3.5 復合材料尺寸穩(wěn)定性
    4.4 本章小結(jié)
第5章 三維氧化鋁多孔骨架制備及其環(huán)氧樹脂復合材料性能研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 實驗原料與設備
        5.2.2 樣品制備
        5.2.3 測試與表征
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 f-Al₂O₃及其復合材料微觀形貌
        5.3.2 復合材料綜合熱學性能
        5.3.3 復合材料導熱性能
        5.3.4 復合材料介電性能
    5.4 本章小結(jié)
第6章 全文總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的其它研究成果



本文編號：3768699