聚合物基复合材料在电子封装与基板材料中具有广泛的应用前景，然而随着现今电子器件密集型及其工作频率的日益提高，要求该类材料具有高的热导率以增强散热能力，同时还需要具有较小的介电性能以增加信号传输速度、降低信号衰减。鉴于传统聚合物或单一填充物填充的复合材料作为电子封装与基板材料时，已不能同时达到高导热及低介电的要求，故本文在聚合物中同时添加高导热的氮化物陶瓷颗粒(AlN、BN)和低介电的中空玻璃微球(HGM)。更进一步地，本文通过预制氮化物陶瓷颗粒包裹HGM的核壳结构填充物，并将其添加到聚合物内以形成导热氮化物颗粒包裹HGM且自身相互搭接的导热网络结构，从而使复合材料具有高热导率和低介电常数。本文首先制备并研究了HGM填充的导热和介电性能。结果表明，当HGM体积分数增加时，复合材料热导率、介电常数和损耗、压缩模量和强度呈下降的趋势。当HGM体积分数相同时，复合材料热导率、介电常数和损耗、压缩模量和强度随HGM密度的减小而降低。当HGM密度为0.2g/cm3且体积百分比为60%时，最低介电常数可达到2.2。将复合材料热导率的实验值与不同理论模型进行预测，结果发现，Agari模型与HGM/Epoxy复合材料体系拟合的误差最小，表明该模型可用于该类复合材料的热导率预测。在上述基础上，本文研究了利用层层自组装(LBL)的方法预制具有核壳结构的HGM@AlN及HGM@BN复合填充物，系统探讨了不同制备条件下HGM对氮化物吸附量的影响。结果表明：当HGM经5wt.%KH-570表面处理之后，采用粘度为800cps的聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)，并通过适量的巯基乙酸(MAA)调节溶液PH值，可以提高HGM对氮化物颗粒的吸附率，从而制备出氮化物颗粒包裹HGM的核壳结构的填充物。将核壳结构的复合填充物添加到聚合物中的实验结果表明，当聚合物基体为热塑性的低密度聚乙烯(LDPE)时，填充核壳结构的复合填充物比简单共混两种填充物制备的复合材料能够获得更好的热导率，并同时保持较低的介电常数。如，当复合材料中S60HS和AlN含量分别为50vol.%和2.91vol.%时，与共混两种填充物制备的复合材料[(AlN+HGM)/LDPE]相比，HGM@AlN/LDPE复合材料的热导率由0.23W/(m K)提高到了0.28W/(m K)，然而此时介电常数值在2.15-2.64，仍旧维持在较低水平，低于普通基板的介电常数5-8。HGM@BN/LDPE复合材料热导率及介电常数由于填料BN自身性质，使其相同体积下比HGM@AlN/LDPE复合材料具有更高的热导率和更低的介电常数。综上所述，HGM添加到聚合物中时，可有效的降低聚合物的介电常数及介电损耗，但热导率也随之降低，为弥补这一缺陷，本文利用LBL方法制备氮化物包裹HGM的核壳结构复合填充物添加到热塑性聚合物中时，与简单共混两填充物相比，制备的复合材料具有更高的热导率，同时其介电常数仍旧维持在较低水平。