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高导热低介电氮化硼粉体被5G电子产业寄予厚望
2020年11月10日 发布 分类:粉体应用技术 点击量:479
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相对于4G来说,5G可谓是质的飞跃。相关数据显示,5G通讯采用毫米波波段,最大优点就是传播速度快,是4G的100倍,意味着一秒就可以下载一部高清电影。但是在这种高速的背后,随之带来的就是高频毫米波穿透力差与发热量大等问题。

氮化硼

正因如此,5G要求传播介质材料的介电常数和介电损耗要小,且在较宽频率范围内保持稳定。同时为了保障电子设备的高温可靠性,对材料的导热系数和长时间工作的导热稳定性要求也在逐渐提高。

“2020年5G基站关键部件及材料高峰论坛”上,深圳市高分子行业协会秘书长王文广总结了5G对高分子材料的要求,具体如下:

①低介电:5G的传输速度更快、强度较差,要求传播介质材料的介电常数(Dk)和介电损耗要小,手机Dk要小于3,基站Dk要小于4;

②高屏蔽:5G的电磁波覆盖能力较差,要求材料的电磁屏蔽能力要强,体积电阻率要小于10Ω,电磁屏蔽大于75dB;

③高导热:5G元器件的厚度薄、密封性好,要求及时散热,材料导热性能要好。

为此,开发出高导热、低介电常数的聚合物复合材料5G电子产业的发展来说是至关重要的。

氮化硼的重大机遇

为了得到高导热、低介的聚合物复合材料,首先要选择合适的高分子材料,但当纯塑料的介电、导热性能满足不了具体需求时,往往就需要靠填料来完成“大业”了。

在可供选择的填料中,既能有效降低介电常数又能满足导热需求的莫过于氮化硼了。它的介电常数只有1.6,低于任何树脂的介电常数,具有极好的高温电阻和电击穿强度,而且导热率高得直追金属(60~300W/mK),是一种非常理想的轻质填料。

氮化硼 

不过氮化硼在使用上也不是没有缺点,除了贵以外,还跟它的分子结构有关——由于BN的化学稳定性较好,不容易形成化学键,本身边缘的羟基少,活性也比较低,因此如果不经任何处理的话,很难与高分子材料浸润相容,分散性差、容易团聚,最终影响复合材料的力学性能。

因此为了增强氮化硼的亲和力,改善其在基体中的分散性,表面功能化改性是必不可少的。有研究表明,对氮化硼进行表面改性后,能够降低复合材料的黏度,提高热导率,且填充氮化硼的复合材料具有优异的电气性能,属于高击穿场强、高电阻率、低介电常数与介质损耗的材料,符合电气及电子设备的使用要求,并且机械力化学效应改性能够优化复合材料的绝缘性能。

总而言之,高导热低介电常数改性塑料行业蓄势待发。通过在聚合物基体中添加经过改性的氮化硼确实能够提高聚合物的介电和导热性能,满足5G电子产业提出的各项要求,应用前景相当可观。或许这个时代的主角,要轮到氮化硼来当也说不定呢?

粉体圈 小榆


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