環(huán)氧封裝材料的導(dǎo)熱模擬與導(dǎo)熱性能.pdf

1、本文采用ANSYS軟件對(duì)顆粒填充環(huán)氧封裝材料的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行模擬,研究了網(wǎng)格尺寸,顆粒數(shù)量、形狀、長(zhǎng)徑比、取向、熱導(dǎo)率、表面層、顆粒接觸、混雜填充、級(jí)配填充等對(duì)環(huán)氧封裝材料導(dǎo)熱性能的影響。采用不同填料(Si3N4、Al2O3、SiO2),通過(guò)單一填充、混雜填充、多元粒徑級(jí)配填充等方式構(gòu)造導(dǎo)熱通道,對(duì)部分導(dǎo)熱模擬配方設(shè)計(jì)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,研究了導(dǎo)熱模擬在環(huán)氧封裝材料配方設(shè)計(jì)中的適用性。結(jié)果表明:(1)模型網(wǎng)格尺寸和和顆粒數(shù)量對(duì)計(jì)算與結(jié)果的精確

2、性具有一定影響。環(huán)氧封裝材料的導(dǎo)熱性能隨著ⅰ)顆粒長(zhǎng)徑比的增加,ⅱ)顆粒取向度偏離熱流方向的減小,ⅲ)顆粒表面層熱導(dǎo)率的增加而提高。在一定填充率下,材料的導(dǎo)熱性能隨著填料熱導(dǎo)率的提高出現(xiàn)極限值。材料界面層對(duì)導(dǎo)熱性能影響顯著。(2)對(duì)混雜填充導(dǎo)熱模擬,環(huán)氧封裝材料導(dǎo)熱性能隨低熱導(dǎo)填料在總填料中的體積分?jǐn)?shù)降低而提高。對(duì)級(jí)配填充導(dǎo)熱模擬,環(huán)氧封裝材料的導(dǎo)熱性能隨小顆粒填料體積分?jǐn)?shù)的增加而提高。(3)環(huán)氧封裝材料導(dǎo)熱實(shí)驗(yàn),材料熱導(dǎo)率隨填料填充率

3、的提高而提高,單一填充以175μmAl2O3的效果最好,填充率52vol％時(shí)熱導(dǎo)率高達(dá)1.94 W/m·K;級(jí)配填充對(duì)導(dǎo)熱性能的提高效果優(yōu)于單一填充,三元級(jí)配填充對(duì)導(dǎo)熱性能的提高效果優(yōu)于二元級(jí)配填充,本研究所獲得的最高熱導(dǎo)率為采用Al2O3三元級(jí)配體系(V175μm/V2μm/V0.03μm=5:3:1),填充率65vol％時(shí)達(dá)2.85 W/m·K。混雜填充時(shí)復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能隨填料總填充率的提高而提高,隨混雜填料中高熱導(dǎo)填料的熱導(dǎo)率及