1导热胶的传热理论
金属材料存在晶粒热震荡,因而具备杰出的导热性。但是,受分子链的随机缠结、分子量的多散开性以及齐集物的影响,齐集物的导热性很差。
向例的芯片粘接示用意如图1所示。黏合剂的热导率取决于基体树脂、填料的表率和数目以及基体和填料之间的界面热障。要是要取得一种高导热胶黏剂,则填料的数目务必到达肯定的临界值,如许本领产生导热网络链。别的,导热网络链的方位务必与热流方位一致。不然,沿热流方位的耐热性将增多,致使导热才力消沉。
图1芯片粘接示用意电子做战的宏观表面是粗劣的而不是润滑的,而且它们的有用来往面积仅约10%。要是散热器件和电子元器件之间的传热介质是空气(空气的热阻约为0.06K/W),则热流或者会绕过空气,进而无奈产生杰出的导热路途。相悖,抉择导热介质,它也许产生杰出的导热路途并加强散热才力,如图2所示。图2电子元器件的热转达示用意2不同填料的高导热胶黏剂
高导热胶黏剂聚集了高分子树脂的可加工性和填料的高导热性,普遍运用于智老手机芯片封装、大功率LED照明等电子封装行业。此中,齐集物树脂供应了充分的黏合强度和机器强度。
高导热胶已普遍用于电子和电气行业,它们也许用做热介面材料来疏散电子元件产生的热量,并也许拉长电子做战的运用寿命。导热填料要紧决议散热才力,罕见的填料包罗碳化硅(SiC)、氮化铝(AlN)、氧化铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)、氮化硅(SiN)和其余金属(Ag、Cu、Al等)及金属氧化物。
2.1?非金属填料的导热胶
凭借运用法子的不同,非金属填料的导热胶有绝缘胶和导电胶两种。不同填料的复配对导热胶的功能起到决议效用。
张晓辉等制备了一系列含环氧树脂和不同填料(SiC、AlN、Al2O3)的导热胶。钻研后果讲明,填料含量存在一个临界点。这也许归因于内部有用的导热链。与这些填料比拟,当填料含量为53.9wt%时,SiC填料的导热系数较高。这是由于SiC填料价值便宜,导热系数高,同时SiC复合材料也维持了杰出的力学功能。
Teng采纳表面功效化的BN和MWCNTs等无机填料独自或组合制备环氧复合材料。后果讲明,由于夹杂填料的协同效用,夹杂填料复合材料的导热系数高于简单填料复合材料。含30%改性BN和1%功效化MWCNTs的环氧复合材料的导热系数显然高于含30%纯BN和1%纯MWCNTs的环氧复合材料的导热系数。
Tang等钻研了填料形状对导热系数的影响,采纳纳米氮化硼为质料制备了不同形状的颗粒,包罗球体、竹子、圆柱管和陷落管,如图3所示。后果讲明,球形颗粒的复合材料导热系数较低,而氮化硼陷落的复合材料导热系数较高,且球形颗粒的表面积较大,因而经过这些表面的热量损失很大。相悖,陷落的BN颗粒之间有较大的有用来往面积。当热量沿陷落的BN颗粒的线性方位转达时,耐热性特别低,因而复合材料展现出杰出的导热性。
图3BN颗粒的不同描摹除了前文提到的导电填料,罕用的非金属导电填料再有石墨、炭黑、碳纳米、碳纤维管等碳系填料,这些新式的导电填料普遍运用于印刷电子行业。此中,石墨烯和碳纳米管做为两种较为巴望的优良填料,遭到普遍