论文部分内容阅读
随着微电子器件的小型化、密集化、和功率的增加,无论是器件的工作效率、可靠性、寿命,还是电子器件的进一步集成,散热问题都变得越来越重要。一种有效提高散热效率的途径是在发热部件和散热部件之间使用热界面材料(Thermal Interface Material, TIM), TIM可以有效减少界面之间因为接触不良、热循环不匹配产生的热阻抗,起到减少热积聚、增加热传导效率,绝缘减震和密封的作用。本论文首先采用直流电弧放电法制备了核壳型碳包铝(Al@C)、碳包铜(Cu@C)纳米粒子,并对纳米粒子进行XRD、SEM、TEM表征,结果表明:粒子内核为结晶的金属纳米粒子,外壳为石墨碳层,包裹效果较好,粒子没有明显团聚。以甲基乙烯基硅橡胶为基胶,Al@C纳米粒子为填料,采用机械混炼法制备了散热用Al@C/硅橡胶复合材料。采用SEM研究了Al@C纳米粒子在硅橡胶中的分散情况;并研究了填料对复合材料热导率、热膨胀系数(CTE)和热稳定性的影响。结果表明:Al@C纳米粒子在硅橡胶中分散性良好:Al@C/硅橡胶复合材料的热导率随Al@C填充量的增加而增大,填充体积分数超过50%时热导率开始下降,Al@C适宜用量为总体积的50%;此时,体系的热导率达到了2.633W/(m.K)。随着填料的增加,复合材料CTE减小。TGA分析表明,填充Al@C纳米粉体的复合材料热稳定性高于未填充硅橡胶。在双组份硅凝胶中分别添加AIN、Al@C、Cu@C、BN四种导热填料制备柔顺性导热贴片。分别测试贴片的热导率,体积电阻率,结果显示热导率随着填料的增加而增加,当填料用量为总重量的45%时,贴片热导率分别0.842W/(m.K)、0.798W/(m.K)、0.788W/(m.K)、0.762W/(m.K),分别比基体提高了2.63倍、2.44倍、2.40倍、2.28倍。温度升高时,热导率有小幅增加,Al@C、Cu@C贴片体积电阻率随着填料增加而减小,AlN、BN贴片满足绝缘要求。制备了Al@C、Cu@C纳米粒子为导热填料的硅橡胶浆料,浆料浓度为30%时,使用浸渍涂布,挥发溶剂硫化修边制得玻璃纤维布作为支撑结构的硅橡胶薄层导热贴片。