论文部分内容阅读
随着电子元器件向着高度集成化和小型化的发展,器件内的热流密度急剧增加,散热问题日益突出,因此为了保障器件的稳定性和可靠性,对电子封装材料的性能提出了更高的要求。低热阻、高导热率的封装材料能有效的将器件内部产生的热量及时的散发出去。常用的电子封装材料有金属、陶瓷和高分子材料,高分子导热材料因具有易加工、成本低、质量轻等特点而备受关注。然而,聚合物材料本身的导热性能较差,无法满足电子设备的散热需求,通常将其与导热填料复合来提高导热性能。在本工作中,我们将导热填料石墨烯(MG)和氮化硼(BN)加入到环氧树脂和聚丙烯酸(PAA)中,分别制备了MG/环氧树脂、MG/BN/PAA和nP3HT@MG/BN/环氧树脂等复合导热材料。论文内容主要包含以下几个部分:(1)为了降低MG与环氧树脂间的界面热阻,我们通过将聚(3-己基噻吩)纳米线(nP3HT)附着生长在MG表面实现对MG的表面改性。使用高分辨透射电子显微镜观测了nP3HT@MG复合填料的形貌,并通过红外吸收光谱和拉曼光谱分析证实了nP3HT与MG的结合方式。详细研究了nP3HT与MG的比例及nP3HT@MG的含量对环氧树脂复合材料导热性能的影响规律及复合材料微观结构的变化,并提出了相应的理论模型。(2)以MG和BN为复合填料,通过溶液沉淀法制备了用作界面导热材料的MG/BN/PAA复合导热泥。详细研究了成型后的复合导热材料中各组分(MG、BN和PAA)的含量对导热性能和电性能的影响,结合通过SEM观测到的复合材料微观形貌的变化,分析了复合材料的导热机理。研究发现除了具有良好的导热性能外,MG/BN/PAA复合导热材料还具有自修复功能。(3)在MG/BN/PAA复合导热泥的制备基础上,首先制备了nP3HT@MG/BN/PAA复合导热泥,然后于惰性气氛下高温煅烧,将PAA组份烧蚀掉,得到了以nP3HT@MG和BN为骨架的多孔结构,在真空作用下,于多孔骨架中灌注环氧树脂制备了nP3HT@MG/BN/环氧树脂导热材料。详细分析了各组分的比例及含量对复合导热材料导热性能及电性能的影响规律。