高導(dǎo)熱電子灌封復(fù)合材料的研究.pdf

1、本文以氧化鋁、氮化鋁、鋁粉為導(dǎo)熱填料,以硅酸鈉、二甲基硅油為基體,采用共混的方法制備可應(yīng)用于電子灌封的高導(dǎo)熱復(fù)合材料。采用穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱法測(cè)量復(fù)合材料的熱導(dǎo)率,SEM研究復(fù)合材料的相組成、微觀形貌以及復(fù)合過(guò)程中發(fā)生的變化。同時(shí),研究了復(fù)合材料熱導(dǎo)率隨填料填充量的變化規(guī)律,以及降低硅酸鈉基體干燥時(shí)間的方法。
　　 通過(guò)測(cè)量重量損失、紅外光譜分析、核磁共振分析等方法研究了不同濃度水玻璃溶液中滴加無(wú)水乙醇時(shí)溶液體系的變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)隨無(wú)水乙醇

2、的加入,溶液體系會(huì)出現(xiàn)分層現(xiàn)象,上層為澄清的乙醇水溶液,下層為有流動(dòng)性的硅酸鈉膠體溶液;同時(shí)發(fā)現(xiàn),要形成穩(wěn)定的硅酸鈉膠體溶液,滴加的乙醇量存在一臨界值,當(dāng)超過(guò)該臨界值時(shí),硅酸鈉膠體溶液變成不流動(dòng)的沉淀固體。提出一種機(jī)制來(lái)解釋無(wú)水乙醇的作用:乙醇分子與水分子之間的結(jié)合拉近了硅酸鈉膠粒之間的距離。這有助于排除多余的水,從而降低水玻璃溶液的干燥時(shí)間及干燥過(guò)程中的能量消耗。
　　 采用氧化鋁、氮化鋁填充的硅酸鈉復(fù)合材料體系,熱導(dǎo)率隨填料

3、的增加而提高,當(dāng)用量達(dá)臨界值后,熱導(dǎo)率迅速提高。其中氧化鋁/硅酸鈉體系在填充比例為90％時(shí),熱導(dǎo)率可達(dá)3.4358W/m·K;氮化鋁/硅酸鈉體系在填充比例為90%時(shí),熱導(dǎo)率可達(dá)4.6295W/m·K。由各體系樣品的SEM觀察表明,對(duì)于同一填料,高填充量時(shí)填料之間搭接程度高;對(duì)于不同填料,球形度低的填料搭接程度高,這些因素均有利于導(dǎo)熱網(wǎng)鏈的形成,從而影響熱導(dǎo)率。同時(shí)利用現(xiàn)有幾種填充型導(dǎo)熱復(fù)合材料熱導(dǎo)率方程與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行比較,并利用逾滲理論對(duì)

4、模型進(jìn)行修正,使模型更趨近實(shí)踐。
　　 采用氧化鋁填充的二甲基硅油復(fù)合材料體系,熱導(dǎo)率隨填料的增加而提高,當(dāng)填充量達(dá)到85%時(shí),復(fù)合材料熱導(dǎo)率達(dá)到最大3.4826W/m·K。同時(shí)研究了填料的表面處理及填料之間的顆粒級(jí)配對(duì)熱導(dǎo)率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表面,對(duì)于氧化鋁/硅油復(fù)合材料體系,選擇1.0%鋁酸酯進(jìn)行改性效果最佳;采用鋁粉代替氧化鋁粉對(duì)硅油進(jìn)行填充,當(dāng)代替量增加至1:1時(shí),熱導(dǎo)率由3.3415W/m·K提高至5.5946W/m·K