高导热低介电电子封装材料研究进展及实验方案

高分子材料导热性能的影响因素及应用摘要：高分子材料的导热性能对于电子设备、汽车电池、光电器件的热管理非常重要，因为高分子材料被广泛应用于以上器件的散热装置中。

通过提高高分子材料的导热性能，可将电子设备、汽车电池和光电器件工作过程中产生的热量迅速传递到散热器和环境中，有效地降低设备温度，提高设备系统稳定性和长期应用可靠性。

本文主要介绍了高分子材料导热性能应用及影响因素，希望为相关研究提供参考。

关键词：高分子材料；导热性能；影响因素引言在一些具有高热负荷工作环境的应用中，如LED照明、电动汽车电池等，高分子材料可作为热界面材料填充热源和散热器之间的间隙，从而有效降低热源温度。

高分子材料的导热性能越好，可以更加迅速地将热量从源头传递到周围环境，防止热量积累导致器件损坏或性能下降。

因此，在电子元器件的热管理领域，提升高分子材料的导热性能是非常重要的研究课题。

高导热性能的高分子材料被广泛应用于电子元件的热管理中，具体地可以用作导热垫片、导热胶、导热胶布等材料，用于提高热量在不同界面间的传导效率，降低器件间的热阻，提高散热效率。

一、高分子材料导热性能影响因素（一）分子结构高分子材料的导热性能受到其分子结构的影响。

分子链的长度、分支度、取向和聚合度等因素会对分子间的相互作用和热传导路径产生影响，进而影响导热性能。

一般而言，长链高分子材料的导热性能较低，这是因为长链导致分子之间的相互作用较弱，热传导路径不连续。

相反，具有较高取向度或晶体结构的高分子材料通常具有较高的导热性能。

这是因为取向度高或晶体结构能够提供较为有序和连续的分子排列，从而形成较好的热传导通路。

需要注意的是，导热性能受分子结构影响的具体机制仍然是一个复杂而活跃的研究领域，其中涉及到诸多细节和相互作用，如分子之间的键长、键角、非共价相互作用等。

因此，在设计和开发高导热性高分子材料时，需要综合考虑分子结构的各个方面，并进行合理的调控，以实现所需的导热性能。

电子封装材料及封装技术作者：杨冉来源：《中国科技博览》2016年第30期[摘要]微组装电路组件作为电子整机的核心部件，其工作可靠性对于电子整机来说非常关键。

需要对微组装电路组件进行密封，以隔绝恶劣的外部工作环境，保证其稳定性和长期可靠性，以提高电子整机的可靠性。

未来的封装技术涉及圆片级封装（WLP）技术、叠层封装和系统级封装等工艺技术。

新型封装材料主要包括：低温共烧陶瓷材料（LTCC）、高导热率氮化铝陶瓷材料和AlSiC金属基复合材料等[关键词]电子封装；新型材料；技术进展中图分类号：TN305.94 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）30-0005-01随着现代电子信息技术的迅速发展，电子系统及设备向大规模集成化、小型化、高效率和高可靠性方向发展。

电子封装正在与电子设计及制造一起，共同推动着信息化社会的发展[1]。

由于电子器件和电子装置中元器件复杂性和密集性的日益提高，因此迫切需要研究和开发性能优异、可满足各种需求的新型电子封装材料。

国外通常把封装分为4级，即零级封装、一级封装、二级封装和三级封装：零级封装指芯片级的连接；一级封装指单芯片或多芯片组件或元件的封装；二级封装指印制电路板级的封装；三级封装指整机的组装。

由于导线和导电带与芯片间键合焊接技术大量应用，一、二级封装技术之间的界限已经模糊了。

国内基本上把相对应国外零级和一级的封装形式也称之为封装，一般在元器件研制和生产单位完成。

把相对应国外二级和三级的封装形式称之为电子组装。

1 电子封装的内涵电子封装工艺技术指将一个或多个芯片包封、连接成电路器件的制造工艺。

其作为衔接芯片与系统的重要界面，也是器件电路的重要组成部分，已从早期的为芯片提供机械支撑、保护和电热连接功能，逐渐融入到芯片制造技术和系统集成技术之中，目前已经发展到新型的微电子封装工艺技术，推动着一代器件、电路并牵动着整机系统的小型化和整体性能水平的升级换代，电子封装工艺对器件性能水平的发挥起着至关重要的作用。

摘要本课题着眼于制备生产成本低廉、操作工艺简单、容易实现规模化生产、性能优良的高致密度电子封装用钼铜复合材料。

在遵循以上原则的情况下，探讨了成型压力、烧结温度、机械合金化、活化法、铜含量对钼铜复合材料密度、热导率、电导率、热膨胀系数、宏观硬度的影响。

利用扫描电镜、X－衍射仪、能谱仪、透射电子显微镜对钼铜复合粉末和烧结后的钼铜合金进行了组织和结构分析。

实验结果表明：（1）经混合后的钼铜粉由单个颗粒堆积在一起，颗粒没有发生明显变形，粒度比较均匀。

机械合金化后的钼铜粉末完全变形，颗粒有明显的层片状，小颗粒明显增多并黏附在大颗粒上面，有部分小颗粒到达纳米级。

混合法和机械合金化法处理的钼铜粉比较均匀。

机械合金化后的钼铜粉末的衍射峰变宽和布拉格衍射峰强度下降。

Mo-30Cu 复合粉通过机械合金化后在不同温度下烧结的钼铜合金致密度较高，相对密度最高达到97.7%，其热膨胀系数和热导率的实测值分别为8.1×10-6/K和145 W/m·K左右；（2）晶粒之间相互连接的为Mo相，另一相为粘结相Cu相，两相分布较均匀。

钼、铜相之间有明显的相界，有成卵形的单个钼晶粒和相互串联在一起的多个钼晶粒结合体，钼铜两相中均存在大量的高密度位错。

随着液相烧结温度的升高，钼晶粒明显长大；随着压制粉末成型压力的增大，液相烧结后钼晶粒长大；（3）随着粉末压制成型压力的增大，压制Mo-30Cu复合粉末的生坯密度增大，在1250℃烧结后，钼铜合金的密度、硬度、电导率、热膨胀系数和热导率变化都不大；（4）Mo-30Cu粉末中添加0.6％的Co时，在1250℃烧结1h后获得相对密度达到最高值97.7％。

随着钴含量的增大，合金电导率下降，硬度升高。

钼铜合金中加入钴时会形成金属间化合物Co7Mo6；（5）随着铜含量的增加，烧结体相对密度增大，铜含量在30%左右烧结体致密度达到最大值97.51%。

随着铜含量的增加，电导率、热导率和热膨胀系数增大，硬度下降；（6）随着孔隙度的增大，钼铜合金的导电导热性能急剧下降。

高导热金属基复合材料的制备与研究进展摘要：随着电子器件芯片功率的不断提高，对散热材料的热物理性能提出了更高的要求。

将高导热、低膨胀的增强相和高导热的金属进行复合得到的金属基复合材料，能够兼顾高的热导率和可调控的热膨胀系数，是理想的散热材料。

本文对以 Si、 SiCp、金刚石、鳞片石墨为增强相的铜基及铝基复合材料的研究进展进行了总结，并就金属基复合材料目前存在的问题及未来的研究方向进行了展望。

关键词：制备；研究进展；金属复合材料提升相和基体原材料的润滑性对复合材料的热性能有很大影响。

除此之外，基体中加强相的趋向和分布、复合材料的相组成和微观结构也会影响到原材料的导热系数。

为了防止复合材料中加强相分别不匀、趋向不匀等问题造成导热系数降低，在挑选复合材料制备方式时，应充分考虑各种方法的优缺点，并完善相关工艺指标，就可以获得导热系数最理想的金属基复合材料。

现阶段，铜基和铝基复合材料的制备技术大概可以分为固相法和液相法两类。

固相法有热压烧结法、高温高压烧结法和等离子放电烧结法等，液相法有搅拌铸造法和熔渗法等。

一、热压烧结法热压是制备复合材料传统的方式，主要加工工艺是将基体与加强相粉末混合匀称，然后放入磨具中增加工作压力，除气后升温至固相线环境温度下，在空气、真空泵及保护气中致密化，产生复合材料。

热压烧结法是金属基复合材料的重要制备方式，此方法的优势是生产出的复合金属质量稳定，加强相和金属粉占比可调。

可是，缺陷非常明显，烧结必须使用磨具，无法制备外观繁杂、尺寸大的金属基复合材料，且工艺成本高。

Goryuk 研发了电子元件基材使用于SiC/Al复合材料的压合工艺流程之中，通过隔热保温时间与压力对SiC/Al复合材料相对密度和导热系数产生的影响。

通过Goryuk的研究最佳的制备参数为：烧结环境温度700摄氏度、烧结工作压力20 MPa、隔热保温时长1 h、保护气为N2。

选用该加工工艺所得到的复合材料导热系数为240 W m-1K-1。

低介电常数聚酰亚胺的研究进展李艳青;唐旭东;董杰【摘要】现代微电子工业要求层间绝缘材料具有较低的介电常数.该文介绍了几种降低聚酰亚胺介电常数的方法,包括含氟聚酰亚胺、聚酰亚胺无机杂化复合材料和聚酰亚胺多孔材料,其中最为有效的措施是将含氟取代基引入到聚酰亚胺分子结构中.【期刊名称】《合成技术及应用》【年(卷),期】2010(025)002【总页数】4页(P29-32)【关键词】低介电常数;聚酰亚胺;含氟;无机杂化;多孔材料【作者】李艳青;唐旭东;董杰【作者单位】天津科技大学材料科学与化学工程学院,天津,300457;天津科技大学材料科学与化学工程学院,天津,300457;天津科技大学材料科学与化学工程学院,天津,300457【正文语种】中文【中图分类】TQ323.7聚酰亚胺 (PI)是重复单元中含有酰亚胺基团的芳杂环高分子化合物,刚性酰亚胺结构赋予了聚酰亚胺独特的性能,如良好的力学性能、耐高温性能、尺寸稳定性、耐溶剂性等,成功应用于航空、航天、电子电器、机械化工等行业。

随着微电子工业的不断发展,对相关材料的耐热性能以及介电性能等提出了更高的要求,这为 PI材料在微电子领域内的应用起到了极大的推动作用。

聚酰亚胺虽然应用广泛,但也存在不溶不熔、亚胺化温度高、颜色较深、吸湿率偏高和介电常数偏高等缺点。

现代微电子工业为了达到更高的集成度,要求芯片尺寸越来越小,芯片中信号传输的延迟时间也会相应增加,这种延迟时间与层间绝缘材料的介电常数成正比。

为了提高信号的传输速度,必须将层间绝缘材料的介电常数降低至 2.0～2.5,通常聚酰亚胺材料的介电常数为 3.0～3.5,难以满足这一要求,为了降低聚酰亚胺的介电常数,人们对其进行了大量的改性工作,主要包括:引入含氟取代基、掺杂无机低介电材料、在聚酰亚胺基体材料中引入空隙,其中最为有效的措施之一是将含氟取代基引入到聚酰亚胺的分子结构中。

为了降低 PI的介电常数,研究最多的是将含氟取代基引入到 PI分子结构中,通常引入氟元素可以将介电常数降低到 2.3～2.9。

课题：高介电性能电介质材料研究进展哈尔滨理工大学科目：电介质材料最新进展 专业名称： 高分子材料与工程 2013年8月9日材料科学与工程学院 指导老师：张明艳 姓名：李明川 学号：0902030116高介电性能聚合物基材料研究进展李明川（哈尔滨理工大学，材料科学与工程学院）摘要：电介质及其材料，是人们生活和生产中必须的基础物质。

高介电性能聚合物基复合电介质材料具有高介电常数、低损耗、强击穿电压等特性，有着广泛的应用前景。

该领域的研究与应用的关键是材料合成路线的设与性能的有机结合，聚合物基体与表面修饰无机颗粒界面的良好作用，使其具有优良的介电特性。

本文综述了近年来该领域的研究新进展，分析了聚合物与无机颗粒界面的相互作用，展望了聚合物基复合介电材料产业化应用前景。

关键字：聚合物基、高介电性能、界面、低损耗前言：电介质材料可用于控制/存储电荷及电能，在现代电子及电力系统中具有重要的战略地位。

人们对介电材料的研究最初是从无机压电陶瓷材料开始的，无机压电陶瓷具有高介电常数和高热稳定性，但其脆性大、加工温度较高。

随着信息和微电子工业的飞速发展对半导体器件微型化、集成化、智能化、高频化和平面化的应用需求增加，越越多的电子元件，如介质基板、介质天线、嵌入式薄膜电容等，既要介电材料具备优异的介电性能，又要其具备良好的力学性能和加工性能。

因此，单一的无机介电材料已经不能满足上述要求，。

具有高介电性能的有机功能电介质材料可用于制备高储能密度介质，在脉冲功率及电子封装技术等军/民用领域有着引人瞩目的实用前景。

近年来，人们通过以聚合物为基体，引入高介电常数或易极化的微纳米尺度的无机颗粒或者其它有机物形成了聚合物基复合介电材料。

无机颗粒与基体间的界面结构把不同材料结合成为一个整体，并且对整体的性能产生重要的影响。

然而，无机颗粒材料在聚合物体系中易发生团聚，在聚合物中分散不均匀，宏观上出现相分离现象，严重影响了复合材料的加工性能和介电性能。

高分子材料在电子信息领域有哪些新进展在当今科技飞速发展的时代，电子信息领域的创新步伐从未停歇。

高分子材料作为一种具有独特性能和广泛应用前景的材料，在电子信息领域中正不断取得令人瞩目的新进展。

首先，我们来谈谈高分子材料在柔性电子领域的突破。

传统的电子器件通常基于刚性的硅基材料，而柔性电子器件则需要能够承受弯曲、拉伸和扭曲的材料。

高分子材料凭借其出色的柔韧性和可加工性，成为了制造柔性电子器件的理想选择。

例如，聚酰亚胺（PI）是一种常见的高分子材料，具有优异的耐高温、耐化学腐蚀和机械性能，被广泛应用于柔性印刷电路板（FPCB）的制造。

此外，一些新型的弹性高分子材料，如聚二甲基硅氧烷（PDMS）和热塑性聚氨酯（TPU），能够实现更高程度的拉伸和变形，为可穿戴设备、柔性显示屏和电子皮肤等应用提供了可能。

在显示技术方面，高分子材料也发挥着重要作用。

有机发光二极管（OLED）显示技术的兴起，离不开高分子材料的贡献。

高分子发光材料，如聚苯乙烯撑乙烯（PPV）及其衍生物，能够在电场作用下高效地发光，并且可以通过溶液加工的方法制备成大面积的薄膜，降低了生产成本。

与传统的液晶显示（LCD）技术相比，OLED 显示具有更高的对比度、更快的响应速度和更低的能耗。

同时，高分子材料还被用于量子点发光二极管（QLED）的研究中，量子点与高分子基质的结合有望进一步提高显示的色彩纯度和稳定性。

在电子封装领域，高分子材料同样不可或缺。

电子器件在工作过程中会产生热量，如果不能及时有效地散热，将影响器件的性能和寿命。

高分子导热材料，如填充了氮化硼、氧化铝等陶瓷颗粒的环氧树脂和硅橡胶，能够有效地提高热传导性能，为电子器件提供良好的散热解决方案。

此外，高分子封装材料还需要具备良好的绝缘性能、耐湿性和耐腐蚀性，以保护电子器件免受外界环境的影响。

高分子材料在传感器领域也展现出了巨大的潜力。

基于高分子的化学传感器能够检测各种气体、液体和生物分子。

热管理材料的制备及其性能研究一、引言电子设备的高密度集成和高频、高速工作，使得设备内部产生大量的热量。

为了保证设备的正常运行，必须对其进行热管理，保持设备工作温度在合理的范围内。

热管理材料是实现这一目标的重要手段之一。

二、热管理材料的类型热管理材料可以分为导热性材料和散热性材料两种类型。

1.导热性材料导热性材料是指具有较高导热系数的材料，可以将热量快速传导到其它部件。

如金属、碳纤维等。

2.散热性材料散热性材料是指能够帮助散热的材料，主要有两种。

一种是传热介质，例如热导胶、热传导贴片等，可以将热量传递到散热器上，起到传热的作用。

另一种是热辐射材料，例如涂覆有金属氧化物膜的陶瓷材料，可以通过辐射散热的方式将热量散发出去。

三、热管理材料的性能要求热管理材料需要具备以下性能要求：1.导热系数高导热系数指物质单位温度梯度下热量的传导率，导热系数越高，热传递越快速，导热性材料需要具备较高的导热系数。

2.介电常数低介电常数指介质中电场作用下电荷分布的程度，介电常数越小，阻抗越低，电能损耗越小，导致材料温升的程度越小。

3.化学稳定性好材料需要在高温、高压、潮湿环境下保持稳定，不易发生化学反应。

4.热膨胀系数与基板材料相近材料与基板材料的热膨胀系数应相近，以保证材料与基板之间不会因热膨胀系数不匹配而引起应力集中、龟裂等问题。

四、热管理材料的制备方法1.溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是指通过控制化学反应使溶胶中成分发生聚集，形成凝胶，再将凝胶进行干燥、烧结等处理，制备出陶瓷、碳纳米管等材料。

该方法制备的材料具有密度高、组织均匀、介电常数低等优点。

沉积法是指通过化学反应或物理过程将材料沉积在基板上，制备导体、绝缘体、金属等材料。

该方法制备的材料具有单晶质量好、天然导体、优异的光电特性等优点。

3.采用现代材料制备技术现代材料制备技术，如热原子沉积、脉冲激光沉积、分子束外延、磁控溅射等，可制备高纯度、均匀性好、界面结合强的材料。

lcp膜发展历程
LCP（Liquid Crystal Polymer）膜是一种具有高性能的聚合物
薄膜材料。

它具有低介电常数、低介电损耗、低热膨胀系数、高导热性和优异的机械性能等特点，广泛应用于电子、通信、汽车、航空航天等领域。

LCP膜的发展历程可以追溯到20世纪50年代。

当时，研究人员首次发现了液晶聚合物的存在，并开始研究其性质与应用。

然而，由于液晶聚合物的合成和加工难度较大，以及材料的高成本，LCP膜的商业化应用进展缓慢。

随着材料科学与工程技术的发展，研究人员开始尝试改善
LCP膜的合成方法和材料性能。

在20世纪80年代，研究人员成功地合成出具有较高熔融温度和较低热膨胀系数的LCP膜，并开始将其应用于电子行业。

在电子行业中，LCP膜主要用于柔性电路板（FPC）和3D封
装等领域。

由于LCP膜具有优异的尺寸稳定性和高温性能，
它可以在高温环境下保持电子器件的性能稳定，因此被广泛应用于高端电子产品。

随着电子产品的迅速发展和市场需求的增加，LCP膜的生产
工艺也得到了改进。

现在，LCP膜的生产技术已经相对成熟，可以实现高质量、大规模的生产。

此外，研究人员还通过改变LCP膜的配方和结构，进一步提高了其性能，并扩展了其应
用领域。

目前，LCP膜在电子领域中的应用正在不断扩大。

除了柔性电路板和封装材料，LCP膜还可以用于显示器、天线、传感器、光学器件等领域。

随着技术的进步和市场的需求，相信LCP膜在未来将会有更广泛的应用前景。

提高导热率/缩短成型时间的方法-----非极性聚烯烃类塑料材料导热性能是聚合物重要的物理性能之一，对于热流平衡计算，聚合物结构与性能，聚合物加工艺条件及聚合物材料应用等都有重要意义。

对于导热塑料的研究和应用，可以对其进行简单的分类，按照基体材料种类可以分为热塑性导热树脂和热固性导热树脂；按填充粒子的种类可分为：金属填充型、金属氧化物填充型、金属氮化物填充型、无机非金属填充型、纤维填充型导热塑料；也可以按照导热塑料的某一种性质来划分，比如根据其电绝缘性能可以分为绝缘型导热塑料和非绝缘型导热塑料。

塑料的导热率很低，是优良的隔热、绝缘材料。

近年来随着电气电子部件小型化和集成化的不断发展，机器内部产生的热量不能排出而积蓄在塑料部件里。

这就给产品的设计带来了制约。

于是，导热塑料应运而生。

一、提高聚合物导热性能的途径提高聚合物导热性能的途径有两种：1、合成具有高导热系数的结构聚合物，如具有良好导热性能的聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯等，主要通过电子导热机制实现导热，或具有完整结晶性，通过声子实现导热的聚合物。

2、通过高导热无机物中的一种或几种对聚合物进行填充，制备聚合物/无机物导热复合材料。

填料的种类无机非金属材料作为导热填料填充高分子材料基体时，填充效果的好坏主要取决于以下几个因素：(1)聚合物基体的种类、特性；(2)填料的形状、粒径、尺寸分布；(3)填料与基体的界面结合特性及两相的相互作用。

以往常采用的方法有：(1)利用有一定长径比的颗粒、晶须形成连续的导热网链；(2)选用不同的粒径的填料组合，达到较高填充致密度；(3)利用偶联剂改善填料与基体的界面，以减少界面处的热阻；(4)用纳米材料填充塑料提高导热系数是近年来研究的热点。

可以用作导热粒子的金属和无机填料大体有以下几种：(1)金属粉末填料：铜粉、铝粉、银粉；(2)金属氧化物：氧化铝、氧化铋、氧化镁、氧化锌；(3)金属氮化物：氮化铝、氮化硼；(4)无机非金属：石墨、碳化硅。

“电子封装材料”文件文集目录一、液晶环氧树脂导热电子封装材料的制备与性能研究二、电子封装材料用新型环氧树脂的制备及性能研究三、环氧树脂电子封装材料的制备及性能研究四、高导热金刚石铜电子封装材料制备技术、性能影响因素、界面结合改善方法五、电子封装材料EMC综述六、新型轻质低膨胀高导热电子封装材料的研究液晶环氧树脂导热电子封装材料的制备与性能研究随着电子科技的飞速发展，高性能的电子器件在日常生活和工作中的应用越来越广泛，同时对封装材料的要求也越来越高。

液晶环氧树脂作为一种优秀的电子封装材料，具有优良的导热性能、电绝缘性能和耐腐蚀性能，因此受到广泛欢迎。

本文将对液晶环氧树脂导热电子封装材料的制备和性能进行深入研究。

液晶环氧树脂的制备通常采用预聚物法。

选取适当的液晶单体和环氧单体作为原料，通过酯化反应或醚化反应生成预聚物。

然后，将预聚物进行分子量调整，使其满足所需的性能要求。

通过加聚反应或固化反应生成液晶环氧树脂。

在制备过程中，原料的选择、反应条件以及后处理方式都会对液晶环氧树脂的性能产生影响。

因此，需要精心设计和控制制备过程，以确保获得高质量的液晶环氧树脂。

液晶环氧树脂具有良好的导热性能、电绝缘性能和耐腐蚀性能，使其成为理想的电子封装材料。

其导热性能主要得益于其有序的分子结构和良好的热传导性。

液晶环氧树脂还具有良好的加工性能，可以通过注塑、压铸、涂层等方式进行加工。

然而，液晶环氧树脂也存在一些不足之处，例如其热膨胀系数较高，可能会在高温下产生应力，影响封装效果。

其成本也相对较高，限制了其在一些领域的应用。

因此，需要进一步研究液晶环氧树脂的性能，以提高其应用范围。

液晶环氧树脂作为一种优秀的电子封装材料，具有广泛的应用前景。

通过对其制备和性能的深入研究，可以更好地了解其性质和应用，为未来的研究和开发提供更多的理论依据和实践指导。

然而，液晶环氧树脂仍然存在一些挑战和问题，需要进一步研究和解决。

未来的研究可以集中于降低成本、提高导热性能、改善热膨胀系数等方面，以满足更多领域的需求。