高導熱電子灌封復合材料的研究.pdf

1、本文以氧化鋁、氮化鋁、鋁粉為導熱填料,以硅酸鈉、二甲基硅油為基體,采用共混的方法制備可應用于電子灌封的高導熱復合材料。采用穩(wěn)態(tài)導熱法測量復合材料的熱導率,SEM研究復合材料的相組成、微觀形貌以及復合過程中發(fā)生的變化。同時,研究了復合材料熱導率隨填料填充量的變化規(guī)律,以及降低硅酸鈉基體干燥時間的方法。
　　 通過測量重量損失、紅外光譜分析、核磁共振分析等方法研究了不同濃度水玻璃溶液中滴加無水乙醇時溶液體系的變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)隨無水乙醇

2、的加入,溶液體系會出現(xiàn)分層現(xiàn)象,上層為澄清的乙醇水溶液,下層為有流動性的硅酸鈉膠體溶液;同時發(fā)現(xiàn),要形成穩(wěn)定的硅酸鈉膠體溶液,滴加的乙醇量存在一臨界值,當超過該臨界值時,硅酸鈉膠體溶液變成不流動的沉淀固體。提出一種機制來解釋無水乙醇的作用:乙醇分子與水分子之間的結合拉近了硅酸鈉膠粒之間的距離。這有助于排除多余的水,從而降低水玻璃溶液的干燥時間及干燥過程中的能量消耗。
　　 采用氧化鋁、氮化鋁填充的硅酸鈉復合材料體系,熱導率隨填料

3、的增加而提高,當用量達臨界值后,熱導率迅速提高。其中氧化鋁/硅酸鈉體系在填充比例為90％時,熱導率可達3.4358W/m·K;氮化鋁/硅酸鈉體系在填充比例為90%時,熱導率可達4.6295W/m·K。由各體系樣品的SEM觀察表明,對于同一填料,高填充量時填料之間搭接程度高;對于不同填料,球形度低的填料搭接程度高,這些因素均有利于導熱網鏈的形成,從而影響熱導率。同時利用現(xiàn)有幾種填充型導熱復合材料熱導率方程與實驗值進行比較,并利用逾滲理論對

4、模型進行修正,使模型更趨近實踐。
　　 采用氧化鋁填充的二甲基硅油復合材料體系,熱導率隨填料的增加而提高,當填充量達到85%時,復合材料熱導率達到最大3.4826W/m·K。同時研究了填料的表面處理及填料之間的顆粒級配對熱導率的影響。實驗結果表面,對于氧化鋁/硅油復合材料體系,選擇1.0%鋁酸酯進行改性效果最佳;采用鋁粉代替氧化鋁粉對硅油進行填充,當代替量增加至1:1時,熱導率由3.3415W/m·K提高至5.5946W/m·K