高性能柔性热界面材料的设计、制备及性能研究

【作者】 卢咏来； 李京超； 叶能； 王智健； 张欢； 张立群；

【机构】 北京化工大学有机无机国家重点实验室； 北京化工大学弹性体材料节能和资源化教育部工程研究中心； 北京林业大学； 华南理工大学；

【摘要】 随着电子设备不断向高功耗、微型化、集成性发展,其能量密度大幅提高,随之带来越来越严峻的散热问题;失效的热管理将导致设备卡顿、电路破坏,埋下严重的安全隐患。热界面材料(Thermal Interface Material,TIM)是确保电子元器件安全散热,可靠稳定长期工作的关键材料,在集成电路封装领域发挥着不可替代的作用。课题组在橡胶基高性能TIM的制备、结构与性能及应用等方面开展了系列研究工作。在早期工作,通过表面修饰和界面强化,降低导热填料与橡胶基体间的界面热阻,制备了兼具优异动态性能、热导率和力学强度的硅橡胶复合材料;通过不同类型填料的复配,以及设计石墨烯负载氧化铝、氮化硼包覆液态金属等导热杂化颗粒,在微纳尺度构建传热路径,制备了综合性能优异的高导热、电绝缘、高柔顺TIM[1]。近年来,5G通讯等新技术的出现以及微电子设备的进一步微型化和高功率密度化,对导热橡胶材料的散热性能提出了更高的要求。针对这一需求,开展了构建3D导热网络以及控制填料定向排列等研究,开发出泡沫模板法[2,3]以及片状填料的模压取向及调控[4]等具有规模化应用潜力的新技术,得到了兼具电绝缘或电磁屏蔽性能的多功能超高导热橡胶复合材料。还制备了兼具导热和相变功能的微胶囊颗粒,填充至硅橡胶后得到了低密度、电绝缘、导热-相变TIM,为未来高性能TIM的设计制备提供了新思路和新方法。更多还原