電磁屏蔽且導熱的先進電子封裝材料研究取得進展

最新 01-03

近期，中國科學院合肥物質科學研究院應用技術研究所先進材料中心研究員田興友和副研究員張獻團隊在同步實現導熱絕緣及電磁屏蔽性能的先進電子封裝材料製備方面取得新進展，相關成果發表在複合材料期刊Composites Part A117 (2019) 56–64上。

近年來，隨著電子器件逐漸向大功率、小型化及高集成度方向發展，散熱問題逐漸成為制約下一代高功率密度電子器件發展的瓶頸問題；同時，電子元件分布密度過高或高頻電路造成的電磁干擾問題愈加嚴重，尤其是隨著高頻高速5G時代的到來，對電磁屏蔽材料提出了更高的要求。因此，如何同步實現電子封裝材料的高導熱絕緣與抗電磁干擾性能成為目前急需解決的關鍵技術問題。

電子封裝材料在某些場合下具有電絕緣特性的要求，而目前碳系複合材料在改善導熱性能的同時，通常會引起導電性能的提升，從而影響了封裝材料的實際應用。該課題組以聚偏氟乙烯(PVDF)為研究對象，構築了多壁碳納米管(MWCNT)與氮化硼(BN)的隔離雙網路結構，滿足材料導熱與抗干擾性能的同時，兼顧了電子封裝材料的電絕緣性能。首先原位製備了PVDF@MWCNT複合微球，在微球內部形成了導電網路又提高了PVDF的導熱性能；然後在微球外部，採用絕緣BN導熱填料構建了完整的導熱網路通路，並通過整體包覆降低了複合微球的導電性能，從而使得複合材料在實現導熱和電磁屏蔽性能同步提升的基礎上，兼具有良好的電絕緣性能。

該方法工藝簡單、成本低廉，易於規模化，且獲得的複合材料具有良好的導熱絕緣及抗電磁干擾性能，有望在大功率集成電路、5G通訊、高功率雷達、太赫茲通信設備等領域廣泛應用，滿足新一代裝備對電磁兼容與散熱的迫切需求，具有廣泛的應用前景。該研究工作得到國家重點研究發展計劃、安徽省自然科學基金和安徽省環境友好型高分子材料重點實驗室的項目支持。