Как использовать наполнители на основе нитрида алюминия?

С миниатюризацией и высокой степенью интеграции электронных изделий и их устройств проблема рассеивания тепла стала существенным узким местом, ограничивающим развитие электронных технологий, что определяет эффективность рассеивания тепла теплопроводящими материалами, такими как теплопроводящие композитные материалы, которые получают все больше внимания.

В настоящее время коммерческие теплопроводящие композиты в основном изготавливаются из органических материалов и теплопроводящего композитного наполнителя. Поскольку теплопроводность органических материалов очень низкая, обычно менее 0,5 Вт/мК, теплопроводность теплопроводящих композитных материалов в основном определяется теплопроводностью наполнителя.

Теплопроводность обычной полимерной матрицы и теплопроводящие наполнители Наиболее широко используемыми на рынке наполнителями являются оксидные наполнители, представленные глинозем и так далее, но собственная теплопроводность оксида алюминия составляет всего 38~42 Вт/мК, что ограничивается тем фактом, что будет очень сложно подготовить теплопроводящие композиты для удовлетворения спроса на рынке в будущем. теплоотводящие материалы.

Напротив, теоретическая теплопроводность AlN достигает 320 Вт/мК, и он обладает превосходными свойствами, такими как малый коэффициент теплового расширения, хорошие изоляционные свойства, низкая диэлектрическая проницаемость и соответствие коэффициенту расширения кремния, поэтому изготовление теплопроводящих композитов с использованием порошок AlN как наполнитель пользуется большим спросом в последние годы.

Необходимо решить ключевую проблему

Хотя комплексные характеристики нитрида алюминия намного лучше, чем у оксида алюминия, оксида бериллия и карбида кремния, и он считается идеальным материалом для высокоинтегрированных полупроводниковых подложек и корпусов электронных устройств, но у него есть неприятное место, то есть он легко впитывает воду на воздухе, происходит реакция гидролиза, так что поверхность покрытия на слое пленки гидроксида алюминия, в результате чего прерывается путь теплопроводности и нарушается передача фононов, а заполнение большого содержания его полимерной вязкости значительно увеличится, что не способствует формованию и обработке. Вязкость полимера значительно увеличивается из-за его большого содержания наполнения, что неблагоприятно для процесса формования.

Для преодоления вышеуказанных проблем необходима поверхностная модификация теплопроводящих частиц для улучшения межфазной связи между ними. В настоящее время существует два основных метода модификации поверхности неорганических частиц, один из которых — метод поверхностной химической реакции, который представляет собой адсорбцию или реакцию небольшой молекулы, такой как связующий агент, на поверхности неорганических частиц. Другой метод — метод поверхностной прививки, который представляет собой реакцию прививки между полимерным мономером и гидроксильной группой на поверхности неорганических частиц.

В настоящее время широко используются модификации поверхности связующими агентами, такими как силановые и титанатные связующие агенты и другие типы агентов обработки поверхности. Поверхностная прививка обеспечивает большую гибкость, чем методы поверхностных химических реакций, поскольку она позволяет выбирать мономеры и процессы реакции прививки, которые удовлетворяют условиям, основанным на различных потребностях в характеристике.

Влияние размера и формы частиц на теплопроводность материалов

Влияние размера частиц нитрида алюминия на теплопроводность полимерных композитов проявляется в основном в двух аспектах. С одной стороны, чем меньше удельная поверхность крупноразмерного наполнителя, тем меньше площадь образуемого им интерфейсного слоя, т. е. чем меньше термическое интерфейсное сопротивление, тем выше теоретически получаемая теплопроводность; однако плотность укладки мелкоразмерного наполнителя выше, поэтому он может эффективно уменьшать пустоты и улучшать теплопроводность.

Разве это не противоречие? Лучше иметь больший или меньший размер частиц? На самом деле, наполнитель из нитрида алюминия Размер частиц слишком большой или слишком маленький нехорошо, слишком большой приводит к тому, что плотность укладки мала и распределение неравномерное, теплопроводность уменьшается. Размер частиц слишком мал, что приводит к большему количеству интерфейсов, термическому сопротивлению, и наполнитель с малым размером частиц легче собрать, что приводит к повышению вязкости системы, что приводит к наличию пустот в полимере, что делает механические и термические свойства полимера снижаются.

Поэтому мы требуем, чтобы размер частиц был «ни слишком большим, ни слишком маленьким», но это трудно для удовлетворения идеального требования. Поэтому люди придумали хороший способ - использование компаундирования частиц разного размера. Выбранные частицы разного размера в качестве смеси наполнителя заполняют матричный материал, крупные частицы составляют основной тепловой путь, мелкие частицы будут заполняться в зазоре между крупными частицами, чтобы сформировать более богатую теплопроводность сети, чтобы реализовать улучшенную теплопроводность композитного материала.

Разные размеры теплопроводящий наполнитель AlN Снова схема классификации частиц, форма наполнителя (усы, волокнистая, хлопьевидная, сферическая) на теплопроводность материала оказывает влияние на формирование теплопроводящего пути: усы > волокнистая > хлопьевидная > сферическая, но образование сферической плотности упаковки наполнителя является самым большим в высоком наполнителе, не приводит к резкому увеличению вязкости, но в промышленности является наиболее широко используемым. Кроме того, процесс обработки также влияет на эффект применения нитрида алюминия в полимерных теплопроводящих материалах, это связано с тем, что процесс обработки влияет на дисперсию и распределение наполнителей в матрице, дисперсное состояние наполнителей в матрице будет влиять на формирование теплопроводящих путей в композитном материале, тем самым влияя на теплопроводность композитного материала. В соответствии с различными формами полимерного композита методы обработки и формования можно разделить на смешивание раствора, смешивание порошка, смешивание расплава тремя способами, и его влияние на улучшение теплопроводности представляет следующие характеристики: смешивание порошка > смешивание раствора > смешивание расплава.

О компании Xiamen Juci Technology Co., Ltd.

Xiamen Juci Technology Co., Ltd. — высокотехнологичное предприятие, занимающееся исследованиями и разработками, производством и продажей высокопроизводительной материалы из нитрида алюминия (AlN). Как ведущий Поставщик наполнителя AlN, мы специализируемся на поставке премиум-класса Изделия из нитрида алюминия для отвода тепла и индивидуальные решения для таких отраслей, как электроника, полупроводники и аэрокосмическая промышленность.

Одной из наших основных сильных сторон является эффективное смягчение проблемы гидролиза AlN, гарантируя превосходную стабильность и производительность материала. Благодаря исключительному качеству продукции и ориентированному на клиента обслуживанию Xiamen Juci заслужила доверие клиентов по всему миру.

Контакт для СМИ:
Сямэньская технологическая компания Juci, ООО

Телефон: +86 592 7080230
Электронная почта: miki_huang@chinajuci.com

Веб-сайт: www.jucialnglobal.com