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迈图专家分享:高导热、低介电氮化硼在电子封装领域的应用(报告)
2024年02月26日 发布 分类:行业要闻 点击量:300
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近年来,电子器件及设备正朝着小型化、大功率和高集成化的方向发展,其在高频运行过程中产生大量的热量,热量的加速积累会对电子元件造成不可逆的损害,从而降低器件的精确度,缩短产品的使用寿命。因此,对材料的散热要求不断提高,电子器件中常用的聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)、聚乙烯 (PE)、聚甲醛(POM)和环氧树脂(EP)以及聚偏氟乙烯(PVDF) 等由于声子散射,聚合物表现出低热导率,通常在0.1~0. 3 W /(m·K),这严重限制了电子产品的快速散热。


目前,为了提高电子器件中对导热性能日益提高的要求,主要方法是通过向基体树脂中添加导热填料来提高导热性能,即填充型导热复合材料;而满足高导热、低介电、高化学稳定性要求的主要是氮化硼(BN)、氧化铝(Al2O3)、碳化硅(SiC)、氮化铝(AlN)等,这些改性填料自身具有良好的导热性能,同时能够与环氧树脂形成如π-π作用等的非共价键相互作用,得以提高热导率。然而由于无机填料与树脂之间存在明显的界面,且填料大多随机分布在聚合物基体中形成“海岛”结构,导致无法形成连续的导热通路,复合材料导热系数的提高有限。而且大量无机填料的加入势必会对复合材料的力学性能、电学性能等产生负面影响。

六方氮化硼(h-BN) 是由氮原子和硼原子组成的六方层状结构,层内原子以sp2杂化相连接,层间以范德华力结合,其结构与石墨十分相似,外观上为松散、润滑、易吸潮、质轻等性状的白色粉末,因此有着“白色石墨”之称。氮化硼是一种热导率极高的陶瓷材料,其热导率可达到600 W/m·K以上,是铜的2-3倍,是金刚石的5-6倍。这种高热导率使得氮化硼在导热方面具有极佳的应用潜力,尤其在高温和高压环境下,其导热能力更加明显。


(1)LED中的BN应用示例

(2)电子元件中的BN应用示例

氮化硼因其优异的热导性能、电绝缘性、化学稳定性可以广泛应用于新能源汽车、高性能LED灯、高功率半导体激光器、光通讯模块等导热模块中。在高分子体系中添加氮化硼填料,在提高产品导热能力的同时最大限度的不影响高分子材料介电特征,使得最终产品具备很强的抗电压击穿能力,经过我们实验对比也得到了同样的结果。

作为全球领先的氮化硼粉末供应商,迈图科技在氮化硼领域有几十年的积淀,针对行业痛点,已经开发出80多个牌号拥有不同性能的氮化硼导热粉体,而在实际应用中,高品质的氮化硼粉末是实现产品高导热目标的必要条件,但使用过程中的配比、混料条件等都会对氮化硼的使用效果带来很大的影响。

为了让大家更好的理解氮化硼粉体性质及在各行各业中的潜在应用,在3月3-5日举办的“2024年全国导热粉体材料创新发展论坛”上,来自迈图科技中国区的产品应用开发工程师耿安东为大家分享《高导热、低介电氮化硼在电子封装领域的应用》,届时,他会从氮化硼陶瓷粉体性质、迈图科技在氮化硼陶瓷粉体领域的发展,氮化硼粉体在电子封装领域中的实际应用为大家进行介绍汇报。

报告人简介


耿安东,男,材料学硕士,半导体及电子导热材料应用专家,现任迈图科技中国区陶瓷产品应用开发工程师。


苏州导热材料论坛会务组

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