电子封装用环氧树脂基导热材料研究进展（二）

1 导热机理

通常来说，材料通过内部某些载流子（如电子和声子）交换热能完成热传导。相较于声子，自由电子移动速度更快，更耐散射，在传输热量方面效率更高，因此，金属和碳基材料均显示出较高的导热性能，而具有纯声子导热机制的材料如 Al2O3 等金属氧化物热导率则明显低于金属材料，约 30 W·（m·K）-1左右。聚合物材料大部分由玻璃态或多晶态构成，内部不*缺少自由电子、声子自由度较低，还受到极性基团偶极化影响，是热的不良导体（热导率*为0.1～0.5 W·（m·K）-1）。

导热通路理论**常用于解释填充型导热材料的导热机理，即导热通路形成于填料与聚合物基体间的相互接触，热量可以通过声子沿热阻较低的路径或网络传递。当体系中填料含量较低时，填料粒子分散在聚合物基质中，形成类“海 - 岛”结构，热量沿基体 - 填料 -基体的路径传播，声子在填料未连接处发生散射，复合材料热导率提升有限（图 1a）。然而，当填料含量增加至某一特定值时，填料间开始彼此接触并形成完整的导热通路，此时填料间的界面热阻远小于聚合物基体间的界面热阻，热量可以沿导热通路迅速传递（图 1b），复合材料热导率急剧增加，即“逾渗现象”（图 1c）。但***研究表明，“逾渗现象”*会出现在某些热导率极高的填料中，对大多数填料而言，热导率*为聚合物基体的10~103 倍，尽管填料添加量足够高，复合材料热导率也不会出现明显突变点。

（未完待续）

来源：封测实验室，迈爱德编辑整理

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