导热高分子材料在电子封装领域应用研究

目的综述导热高分子材料在电子封装领域的应用。方法首先介绍了目前提高高分子材料导热性能的2种研究方法,即制备结构型和填充型导热高分子材料;其次分别概括了2种方法制备的导热高分子材料在国内外的研究进展,尤其对填充型导热高分子材料的研究情况进行了全面综述。结果填充型比结构型导热高分子材料在操作实施方面具有更大的优势,加工工艺简单,投资成本低,适用于大多数高分子材料,是目前制备导热高分子材料的主要研究方法,而且填料的种类、形状、粒径和表面处理都对提高高分子材料的导热性能有重要影响。结论提高高分子基体热导率应充分考虑多种因素的影响,在提高材料导热性能的同时应保证其他性能的稳定,以满足实际生产和生活需求。     

本征型导热绝缘聚合物材料的研究进展

导热绝缘材料对于元件散热、集成电路高性能化、节能环保具有重要作用。不同于填料型复合材料,本征型导热绝缘材料聚合物因其优良的电绝缘性、易加工性和良好的热导率而被广泛应用于工业领域。但大多数的综述都关注于填料型复合导热绝缘聚合物材料的发展上,对本征型导热绝缘聚合物材料的综述工作较少。因此,该工作针对于本征型导热绝缘聚合物材料的发展,总结了本征型导热绝缘聚合物材料的技术特点及研究进展,并对未来的发展方向进行了展望。     

碳纳米管/橡胶复合材料导热性能研究进展

导热橡胶在航空、航天、电子、电器领域有着广泛的应用前景。把碳纳米管填充到橡胶中,渴望获得具有优良导热性能的橡胶复合材料已成为材料领域研究的热点。本文综述了填充型导热橡胶的实验研究现状、导热橡胶的导热机理、导热模型;重点论述了碳纳米管的结构与改性、碳纳米管填充橡胶的导热性能的实验研究及理论研究进展;最后指出碳纳米管的独特结构和优异性能使其作为橡胶复合材料导热增强组分在理论上具有明显优势,但其复合材料的热物性研究仍存在一些问题有待解决;如何降低界面热阻、增加碳纳米管取向等将是提高碳纳米管/橡胶复合材料导热性能的重要解决途径。     

导热高分子材料的研究与应用

介绍了金属材料、非金属材料、高分子材料的导热机理,以及导热填料搀杂高分子材料的导热理论模型。综述了各种高导热填料的研究进展和它们在导热高分子材料中的应用情况。最后提出了导热高分子材料的研究方向。     

导热高分子材料研究进展

讨论了提高聚合物导热性能的途径－合成高导热系数的结构聚合物，用高导热无机填料对聚合物进行填充复合。综述了导热高分子材料的研究成果：聚合物导热的基本概念和影响其导热性能的因素及导热系数的预测理论；聚合物基导热复合材料的选材、复合技术及其应用。指出了导热高分子材料的研究方向－－纳米导热填料的研究和开发；聚合物树脂基体的物理化学改性；聚合物基体与导热填料复合新技术的研究和开发；复合材料导热模型的建立、导热机理（特别是聚合物基体与导热填料界面的结构与性能对材料导热性能的影响）及导热通路的形成等；探索高导热本体聚合物材料的制备方法和途径等。对导热高分子材料的研究和开发有重要意义。     

本征导热高分子材料研究进展

导热高分子复合材料因轻质、设计自由度大及易加工等优势获得了广泛的工业应用,但也面临着热导率k与介电强度E_b之间无法协同提高的严峻问题,严重影响和限制了其在高压电力绝缘设备领域的工业应用。而基于提高无序结构聚合物的结构有序性而获得本征导热高分子(ITCP)的策略,不但同步提高E_b及k,还保留了其自身卓越的综合性能。本文讨论了本征聚合物的导热机制,系统分析了本征k的影响因素,综述了两类不同结构ITCP的研究进展,探讨了聚合物微结构、取向、氢键作用、液晶基元及固化剂、加工方式等因素对本征k的影响机制,阐述了提高聚合物有序结构及本征k的途径。最后总结了当前ITCP研究中存在的问题及未来研究方向,综合性能优异的ITCP在高密度封装微电子、高电压及大功率电力设备等领域具有重要用途,代表了导热高分子的未来发展方向。      

导热高分子复合材料的研究与应用

概述了导热高分子材料的应用开发背景，描述了近几年来导热塑料，胶粘剂和橡胶领域的研究开发进展。简单阐述了导热高分子材料的导热机理并对如何设计高导热高分子复合材料提出了几点建议。     

高导热环氧树脂的研究进展

封装是电气工程和电子工业的重要组成部分,封装材料是决定封装成败和产品性能的关键因素之一,聚合物封装材料因可靠性与金属和陶瓷相当,成型工艺简单,且具有明显的价格优势,从而成为目前的主流封装材料.环氧树脂(EP)因收缩率小、耐热性好、密封性好及电绝缘性优良等特点,在电子封装材料领域的使用量达90％以上.近些年,随着电力设备功率密度的不断提升,电子器件的微型化以及向高温、高压、高频领域转变的发展趋势,纯环氧树脂0.2 W?m-1?K-1的低热导率使封装后的微细化超大规模集成电路以及电机运行等产生的热量难于释放,导致器件可靠性降低、寿命变短.发展高导热的环氧树脂封装材料成为必然选择.高导热环氧树脂具体包括本征型导热环氧树脂和填充型导热环氧树脂复合材料.当前,有关本征型导热环氧树脂的研究热点是通过化学合成刚性分子链或者容易结晶的小分子单体以及在分子链上引入液晶结构来提高环氧树脂的结晶度,减少声子散射.对于填充型导热环氧树脂而言,主要通过向环氧基体中添加高导热填料以构建导热通路,进而提高复合材料的热导率.但在低填充含量下往往无法构建有效的导热通路,而提高填充量又将影响材料的加工性与力学性能.与简单的共混相比,用高导热纳米填料构建3D框架可以极大地提高聚合物的热传递性能,但一般需要使用特殊工艺去除模板.本文综述了近些年关于环氧树脂导热性能的研究现状,给出了两种类型导热环氧树脂的制备方法,重点分析了提升其热导率的机制.进一步阐述了高导热填料的尺寸、形状、分布形态对填充型导热环氧树脂热导率的影响.最后,结合环氧树脂导热性能研究中存在的一些问题,展望了其未来的发展方向.     

酰胺化氮化硼−氧化石墨烯导热绝缘油墨的研制

目的 研制兼具导热和绝缘特性的油墨,以拓展油墨在电子器件领域的应用。方法 以氮化硼(BN)晶体和尿素为原料,采用球磨法合成了氨基化氮化硼(BN-NH₂)纳米片,并在羧基活化剂的参与下,利用氧化石墨烯(GO)上的羧基与BN-NH₂上的氨基共价反应,制备酰胺化氮化硼-氧化石墨烯纳米复合填料(BN-GO),辅以高分子树脂、单体、颜料及各类助剂,研制导热绝缘油墨。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、激光拉曼光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪和X射线光电子能谱仪等手段对BN-NH₂纳米片的形貌结构、晶型晶面和BN-GO的价键结构进行表征,最后对油墨的印刷适性、导热性能和绝缘性能进行测试。结果 实验成功制备了氨基化氮化硼(BN-NH₂)纳米片和酰胺化氮化硼-氧化石墨烯纳米复合填料(BN-GO),当BN-GO的质量分数为3.0%时,所制备的导热绝缘油墨的印刷适性良好,印刷打样后的导热系数可提升至1.45 W/(m·K),体积电阻率高达9.86×10¹¹Ω·cm,相较于空白油墨试样,分别提升了4.8倍...     

基于石墨烯特征制备新型柔性石墨膜的研究进展

石墨材料具有密度低、热膨胀系数低和热导率较高等优点,是近年来最具有发展前景的导热材料。主要综述了聚酰亚胺薄膜制备高导热新型柔性石墨膜的研究进展,并结合笔者的研究对形成石墨膜过程中存在的问题进行了简要分析。在此基础上着重综述了碳化和石墨化过程中化学结构的变化,薄膜由无序堆积结构转变成类石墨结构,其导电和导热性显著提高。综述了温度变化导致结构变化,从而对薄膜导电导热型产生影响的研究进展。这种新型薄膜在电子封装和国防工业等诸多领域都有极大的应用前景,薄膜对于该领域的前景和发展都具有重要的科学意义和应用价值。     

氮化硼及其在导热复合材料中的研究进展

目的 从氮化硼的表面改性、取向结构、形态含量以及杂化填料等4个方面介绍氮化硼填充导热复合材料的基础研究进展,为导热聚合物在电子封装领域的应用提供一定的研究思路。方法 通过对近年来国内外的相关文献进行分析和总结,归纳出微/纳氮化硼的产业化制备方法以及产品性能,并介绍微/纳氮化硼填料对聚合物基复合材料导热性能影响的研究情况。结论 氮化硼各方面均具有优异的性能,可用于制备填充型高导热复合材料。     

导热胶粘剂研究

导热胶粘剂因良好的导热及力学性能广泛应用于微电子封装以及热界面材料,对于电子元器件散热具有重要意义.介绍了导热胶粘剂导热原理、导热模型,分析了影响导热率的因素,以及提高导热率的途径;综述了导热非绝缘及导热绝缘胶粘剂的研究进展,最后展望了其应用前景.     

镓基液态金属导电油墨及其图形化应用

目的 提出发展液态金属导电油墨的基本途径及其对信息产业发展重要性。方法 从导电油墨的制备方法、液态金属粒子的物理特性、液态金属油墨图形化及其应用展开论述,全面总结液态金属导电油墨的技术现状以及深化对其的认识。结果 液态金属基导电油墨将比目前贵金银基导电油墨的成本低50倍,基于液态金属的导电油墨图形化印刷电子在智能防伪包装、柔性电子、生物医用等领域呈快速发展趋势。结论 镓基液态金属导电油墨及其印刷技术是一个崭新的技术革命,具有重要的研究价值和经济意义。     

生态导电油墨及其在包装领域的应用研究进展

导电油墨的制备已成为加快印刷电子发展的重要技术之一,近年来符合生态理念的导电油墨逐渐成为研究热点。通过对生态导电油墨的相关文献进行分析与梳理,综述了生态导电油墨的研究现状、导电机理和应用方向。归纳出生态导电油墨主要可分为溶剂型和能量固化型两类,总结了生态导电油墨在智能包装中的应用,如：印刷柔性电池、电子交互包装、RFID标签、薄膜开关等,此类产品为包装在智能交互、信息追踪溯源、防伪防盗等方面提供强力的技术支持。     

导电油墨及其印刷技术的研究进展

目的 综述导电油墨及其印刷方式的研究进展,为开发价格低廉、性能稳定、导电性优良的导电油墨提供参考。方法 通过查阅文献归纳各类导电油墨的制备方式、印刷方式和应用领域,对导电油墨进行系统分类,比较各类导电油墨的性能和优缺点,并对其印刷技术进行分析,展望了导电油墨的发展前景。结果 目前关于导电油墨的研究集中在纳米银、纳米铜、石墨烯等导电填料的低温烧结油墨,主要采用丝网印刷、喷墨印刷等印刷方式,多用于制备传感器、柔性可穿戴设备等。未来的研究仍需关注如何低成本、低能耗、简单大量地制造导电油墨。结论 导电油墨的制备将与环境友好型的印刷方式相结合,向高导电性、高印刷适性发展,成为印刷电子领域的关键技术。     

UV油墨光引发剂在食品包装材料中的残留分析

目的研究UV油墨光引发剂在食品包装材料中的残留行为。方法以2种常用的UV油墨光引发剂EDB和907为研究对象,分别以PET薄膜和铜版纸为承印材料,通过IGT印刷适性仪控制印刷膜层厚度,IGT UV干燥器控制紫外光固化时间,研究光照能量、墨层厚度和油墨浓度对光引发剂在食品包装材料中残留的影响。结果光引发剂残留量会随着光照能量的增加而减少,随着墨层厚度增加而增加。对于PET薄膜,油墨含量高时光引发剂的残留量比油墨含量低时大,而铜版纸结果相反,油墨含量高时光引发剂的残留量较小。结论在实际UV油墨印刷中,应提高光照能量,对于不同的承印材料应采用含量不同的油墨,以减少光引发剂的残留,降低其迁移风险,增加食品包装的安全性。     

聚噻吩基导电油墨的制备及其印刷适性研究

聚噻吩及其衍生物具有高导电性、环保性、热稳定性等优点,将其 制备成导电油墨,在印刷电子和智能包装等领域中极具应用前景。本文以聚（3, 4- 乙撑二氧噻吩）（PEDOT）、导电炭黑（CB）以及羧甲基纤维素钠（CMC） 为主体,采用原位聚合法制备了 PEDOT-CB/CMC 导电油墨。系统地研究了 连接料、辅助添加剂及烧结温度等对油墨黏度、附着力、分散性和导电性能 的影响;并借助于丝网印刷技术对油墨的印刷适性进行了研究。结果表明, 导电油墨具备良好的分散性和附着力;印品经烧结处理后,其电阻值明显下 降并随墨条长度、宽度的增加呈现规律性变化。另外,导电油墨在纸、塑料、 棉布等不同基材上均能满足丝网印刷的要求。     

纳米银导电油墨及其在柔性印刷电子中的应用

目的 探究纳米银导电油墨及其在柔性印刷电子中的应用。方法 通过总结国内外文献,从纳米银颗粒及其导电油墨的制备、印刷工艺、烧结工艺以及在柔性印刷电子技术中的应用几方面总结近年来的研究进展。结果 在油墨制备及使用中,简化制备工艺、降低生产成本、实现绿色环保、低温烧结,同时提高油墨的基材适应性是未来纳米银导电油墨的改进重点。直写技术具有精度高、速度快等优势,正逐渐替代丝网印刷技术成为主流。烧结工艺的研究重点在于实现低温烧结,其中化学烧结工艺简单,但提高导电性是研究重点。其他烧结方式则设备昂贵,环境要求高。结论 作为功能性电子材料,纳米银导电油墨因出色的电性能和印刷适性,正在被广泛应用于柔性印刷电子中。近年来通过对纳米银及其导电油墨的深入研究及技术改进,在纳米银颗粒的制备、低温烧结技术、节能环保加工工艺等方面获得了一定的进展。与此同时,将其作为功能材料应用于制备柔性传感器中,RFID标签天线、柔性电极、超级电容器、太阳能电池等正受到广泛研究与应用。     

Inkjet printing of multi-walled carbon nanotube/polymer composite thin film for interconnection

In this paper, multi-walled carbon nanotube (MWCNT) ink was selectively patterned by inkjet printing on substrates to form conductive traces and electrodes for interconnection application. MWCNT was firstly functionalized using concentrated acid and dispersed in deionized water to form a colloidal solution. Various concentrations of MWCNT were formulated to test the stability of the solution. The printability of the MWCNT ink was examined against printing temperature, ink concentration and ink droplet pitch. Rheological properties of the ink were determined by rheometer and sessile drop method. The electrical conductivity of the MWCNT pattern was measured against multiple printing of MWCNT on the same pattern (up to 10 layers). While single layer printing pattern exhibited highest resistance, the CNT entangled together and formed a random network with more printed layers has higher conductivity. The electrical properties of the printed film was compared to a composite ink of CNT and conducting polymer (CNT ink was mixed with conductive polymer solution, Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-Poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS)). Scanning electron microscopy (SEM) was used to observe the surface structure and atomic force microscopy (AFM) was used to study the morphology of the printed film under different conditions.