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圣戈班:破解六方氮化硼两大导热应用难题,定制解决方案大揭秘
2024年02月22日 发布 分类:行业要闻 点击量:535
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5G通信设备、半导体芯片和电动车电池组等高功率密度运行作业时会产生大量废热,有效散热才能避免设备过热带来的器件性能下降、损坏甚至安全隐患。2019年迪肯大学旗下机构主导完成的一项研究结果显示,单层六方氮化硼hBN)在室温下的导热系数达751W/mK(随层数增加降低);而且hBN的绝缘性同样超群(绝缘电压为30-40kv/mm,耐击穿电压为3 kv/mm);加之hBN密度只有2.2g/cm3,但却拥有表现不俗的机械强度……上述特点令六方氮化硼在近年来迅速蹿红为电子器件散热材料的首选热门材料。


氮化硼导热两大难题

但随着相关研究和产业化的推进,人们却发现氮化硼的导热应用并非易事。最主要的两大影响因素是:hBN因稳定性(惰性)而难以被浸润分散;与石墨类似的层状结构造就了hBN显著的各向异性(导热性在二维方向远大于纵向)。有足够的研发和产业实力解决这两大难题的厂商不多,圣戈班(Saint-Gobain)无疑是佼佼者。

以片状h-BN搭配球形六方氮化硼团聚体形成的导热通路(来源:圣戈班)

圣戈班的解题思路

圣戈班氮化硼(SGBN)粉末方案整合其60多年的氮化硼制造经验和六方氮化硼的独特性能,提供了完整系列的hBN粉末——通过各种形状设计和粒径定制,SGBN粉末方案能够根据各种热界面材料(TIM)系统和要求量身定制氮化硼颗粒和片材的纯度和形态。

一、产品描述

1、片状晶体

因为其层状晶体结构,hBN的最简单形态是片状晶体。SGBN粉末方案囊括了三种类别的片状晶体来提供形态和功能的平衡。

2、球形团聚体

在许多场合,氮化硼片状晶体的大长径比和大比表面积对于产品加工有一定的挑战。SGBN粉末方案提供了一系列设计过的不同粒径,不同形状,和不同密度的团聚体来最大化其价值。


二、典型参数

三、圣戈班氮化硼(SGBN)粉末方案总结

填料和封装对于在高功率密度、紧凑设计和高温环境下工作的现代电子设备和其他高性能系统尤为重要。高导热材料作为填料可以提高导热性,增加界面接触面积;封装是保护电子元件或导热材料不受外部环境、湿气、尘埃等影响的重要手段,较好的导热性能,可以帮助热量从元件表面传导到散热器或外部环境。


圣戈班专利的球形氮化硼粉末由于其最优形状在封装,流动性和涂布中的低磨耗性特别适用于这个应用。通过严格控制片晶和团聚体的纯度和粒径,圣戈班氮化硼粉未在PCB半固化片和绝缘层性能卓越。这些材料帮助形成PCB层压板并且堆叠在多层PCB结构中,圣戈班氮化硼在需要高功率和传输应用上帮助取得最佳的导热和绝缘性能。

 

粉体圈 郜白

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