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材料——高热导率绝缘材料整理发布日期:2026-09-17 浏览次数:

  

材料——高热导率绝缘材料整理(图1)

  钻石的热导率在已知矿物中最高的。各类物质的热导率〔W/(m・K)〕的大致范围是:金属

  的发展做出了很大的贡献。但随着LED功率更大化的发展,氧化铝材料已经不能够满足。如何得

  第一类为单一材质基板,如硅基板、碳化硅基板、阳极化铝基板或氮化铝基板。其中硅及碳

  化硅基板之材料半导体特性,使其现阶段遇到较严苛的考验。而阳极化铝基板则因其阳极化氧化层

  强度不足而容易因碎裂导致导通,使其在实际应用上受限。因而,现阶段较成熟且普通接受度较高

  的即为以氮化铝作为散热基板。然而,目前受限于氮化铝基板不适用传统厚膜制程(材料在银胶印

  刷后须经850c大气热处理,使其出现材料信赖性问题),因此,氮化铝基板线路需以薄膜制程备

  制。以薄膜制程备制之氮化铝基板大幅加速了热量从LED晶粒经由基板材料至系统电路板的效能,

  因此大幅降低热量由LED晶粒经由金属线至系统电路板的负担,进而达到高热散的效果。⑨

  对填充型导热绝缘高分子,热导率取决于高分子和导热填料的协同作用。 分 散于树脂中的导

  热填料,当填料量提高到某一临界值时,填料间形成接触和相互 作用,体系内形成了类似网状或链

  状结构形态。 当导热网链的取向与热流方向一 致时,材料导热性能提高很快;体系中在热流方向上

  未形成导热网链时, 会造成 热流方向上热阻很大,导致材料导热性能很差。因此,在体系内最大程

  Hatsuo I 研究了 BN/PB(聚丁二烯)热导率及力学性能,研究发现BN的高导

  热性和A阶PB 树脂低木度使BN易于被润湿和混合,可实现较大量填充。 BN质

  量分数为88%寸,体系热导率32.5W/(m.K)。SEM表明体系内不形成了导热网络 通路,BN与

  PB 相界面间结合良好,界面热阻小。止匕外,在水中浸泡 24H材料吸 水率小于0.1%,随着BN

  另外,美国先进陶瓷公司和EPIC公司开发出热导率20~35W/(m.K)的BN/PB 复合工程塑

  料,可用普通工艺如模压成型实现,主要用于电子封装、集成电路板、 电子控制元件等产品。(5)

  Hatsuo I 以AlN填充酚醛制得了可用于导热性电子封装材料, AlN最大填

  铝、氮化硼、碳化硅等。尤其是以微米氧化铝、硅微粉为主体,纳米氧化铝,氮 化物做为高导热

  水解产生的Al(OH)3 会使导热通路产生中断,进而影响声于的传 递,因此

  综上,不同填料有各自特点,选择填料时应充分利用各填料的优点, 采用几 种填料进行混

  合使用,发挥协同作用,既能达到较高的热导率,又能有效的降低 成本,同时保障填料与有机硅

  汪倩等研究了 AlN/Al2O3/SiC/MgO 混合填料填充室温硫化硅橡胶的导

  SEBS勺甲苯溶液与BN或A12O3混合后,经干燥可制得高导热性和电绝缘性能的 弹性体材料,

  章文捷等研究了 A1N/A12O3 混合填充的有机硅灌封材料,热导率达到了 0.89 W/ (m.K)。

  张晓辉等分别用SiC、AlN、Al2O3 填充环氧胶黏剂,发现填料分数存

  在一临界点,该临界点归因于材料内部有效导热网络的建立。由于 SiC价格低,

  热导率高,填充份数为53.9%寸,热导率为4.234 W/(m.K),力学性能较好。王 铁如以氧化铝和

  电阻率10 12 次方Q .m,表面电阻率10 的14 次Q.m的L-1 型胶黏剂。经湿热试 验后电气强度

  大于25MV/m粘结强度大于5MPa 长期工作温度200~250C。石 红采用AlN填充改性环氧,制

  如利用纳米颗粒填充,热导率可增加不少,尤其是某些共价键型材料变为金 属键型材料,导

  树脂和导热填料界面对塑料导热性能有重要影响,所以导热填料表面的润湿 程度影响着导热

  填料在基体中的分散情况, 集体与填料粒子的粘结程度及两者界 面的热障。②

  导热填料与塑料的复合方式及成型过程中温度、压力、填料及各种助剂的加 料顺序等对导热

  性能有明显影响。多种粒径导热填料混合填充时,填料的搭配对 提高导热性能和降低粘度有明显 。

  导热填料不同粒径分布变化时,体系导热性 能和粘度发生规律性变化,当粒径分布适合时,可得

  (Q:热量,W入:热导率,W/mk A:接触面积;d:热量传递距离;△ T:温度差;R:热阻值)

  因为人值是不变的,可以看得出热阻R值,同材料厚度d 是成正比的。也就 说材料越厚,

  度d 并不是完全成正比关系。这是因为导热材料大都不是单一成分组成, 相应会 有非线性变化。

  厚度增加,热阻值一定会增大,但不一定是完全成正比的线性关 系,可能是更陡的曲线关系。⑥

  所以,对于导热材料,选用合适的热导率外,材料厚度是对性能有很大关系的 选择热导率很高的

  接触热阻是因为相互接触物体接触面的粗糙度,平面度,以及接触物质的表 面处理方式使

  得导热通道不顺畅,使得接触面产生热积聚,热源产生的热量不能 迅速有效的传导到散热器表面。

  口果提高加工精度则会在很大程度上提高产品成本,因此, 接触面的间隙采用导热介质材料填充,

  有了导热硅胶片的补充,可以使接触面更好的充分接触,真正做到面对面的 接触.在温度上

  导热硅胶片在热导率方面可选择性较大,可以从0.8w/k.m ----3.0w/k.m 以 上,且性能稳定。

  5《绝缘导热高分子复合材料研究》 周文英,齐暑华,涂春潮,邱华.西北工 业大学应用化学系.

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