南京航空對氮化硅/環氧樹脂復合板研制
近,南京航空航天大學材料科學與技術學院,進行了氮化硅/環氧復合電子基板材料研制。他們以以Si3N4粉末作為增強組分與環氧樹脂進行復合,采用模壓法制備了氮化硅/環氧樹脂復合電子基板材料。著重研究了Si3N4含量對復合材料導熱性能和介電性能的影響,結果表明隨著Si3N4含量的增加,復合材料中填料形成導熱網絡,復合材料的熱導率也隨之增加,當體積填充量為35%時導熱系數達到1.71W/m•K。復合材料的介電常數隨Si3N4含量的增加而增加,但在氮化硅陶瓷顆粒的體積分數達到35%時,仍維持在較低的水平(7.08,1MHz)。據專家介紹,通過選擇不同種類的陶瓷顆粒和纖維,調整增強組元的含量、分布以及與聚合物界面結合情況,可以在一定范圍內調整復合材料的導熱性能和介電性能,因而將成為今后封裝基板用基材的發展重點。
由于電子信息產業中大規模和超大規模集成電路的迅速發展,要求電路基板和封裝材料具有越來越優異的性能。以高性能的陶瓷顆粒和纖維作為增強組元與傳統聚合物材料進行復合,可以在保持聚合物材料低介電常數的同時,降低聚合物的熱膨脹系數,提高聚合物的熱穩定性和導熱性能。環氧樹脂(EP)具有粘接力強、電絕緣性能好、穩定性強、優良的密著性和固化收縮率小等優良特性。但環氧樹脂熱導率低,熱學性能需要改善。已有研究表明采用高熱導的陶瓷材料與環氧樹脂進行復合,在低填充量情況下就可使基體材料的導熱性能獲得較大的改善。在上述研究中嘗試了用Si3N4粉末作為增強組元與環氧樹脂進行復合,制備復合電子基板材料,研究了Si3N4含量對其導熱系數和介電常數的影響。實驗中所用氮化硅粉末平均粒度為2μm,密度為3.26g/cm3,相含量大于95%;環氧樹脂是藍星新材料無錫樹脂廠提供的雙酚A型液態環氧樹脂。
科研人員對Si3N4/環氧樹脂復合材料的微觀組織結構、Si3N4/環氧樹脂復合材料的導熱性能、Si3N4/環氧樹脂復合材料的介電性能進行了測試,并對Si3N4/環氧樹脂復合材料導熱性能進行理論分析。據專家介紹,結果表明:以Si3N4顆粒增強液態環氧樹脂,采用模壓法制備出具有較高熱導率的復合電子基板材料,導熱系數高達到1.71W/(m•K)(體積分數為35%),為環氧樹脂基體的3倍;Si3N4/環氧樹脂復合電子基板材料的介電常數隨Si3N4體積分數的增加而增加,但在氮化硅陶瓷顆粒的體積分數達到35%時仍維持在較低的水平(7.08,1MHz);運用Agari模型對Si3N4/環氧樹脂復合電子基板材料的導熱性能進行理論分析,結果表明樣品導熱系數的對數值隨Si3N4含量變化曲線與Agari模型有較好的擬合??傊S著Si3N4含量的增加,復合材料中填料形成導熱網絡,復合材料的熱導率也隨之增加。










































