【作者】 祝渊；

【导师】 康飞宇； 陈克新；

【作者基本信息】 清华大学， 材料科学与工程， 2011， 博士

【摘要】 本文根据微电子领域最新涌现的散热需求，提出柔性散热材料这一全新概念，用以提升和整合相关散热材料的制备、设计、测量和应用技术，作为热管理技术领域新的研究方向。使用发泡法自蔓延燃烧合成法制备了长径比可控的高导热长柱状β-Si3N4粉体，结合其他粉体，与不同的有机基体相进行复合，制成了导热胶、导热泥、导热膏和导热垫片四类柔性散热材料。其中重点研究了导热胶和导热泥的设计、制备与应用技术，因为它们的应用背景为平面散热和整板均温，是热管理技术的重要发展趋势之一。导热胶采用环氧树脂或者硅灌封胶为基体材料，β-Si3N4粉体作为主要填料，分析了复合材料热导率和流动性随填料本征性能、颗粒长径比、粉体表面改性等因素的变化规律。重点论述了各因素对复合热导率的作用机理，引入了MG方程和渗流理论来分别描述填料弥散和连通状态的热导率规律，辅以界面热阻模型、伪晶界模型、排除体积等概念和二步法等数学手段，修正了MG方程和渗流标度率，并且首次给出了渗流标度率中斜率的物理意义。导热泥的制备以高分子量、硬度适中的生胶和乙烯基硅油配合作为基体胶，球形Al2O3粉体作为主要填料，实现了材料的无限压缩特性。同时系统研究了填料性能... 更多

热界面材料使用原理

典型PCB板示意图

大体积（面积）高放热功率器件（a）单一模块；（b）近平面多模块

非共面多模块

中等体积（面积）器件针对以上三种应用需求，本文分别给出了基于热界面材料的解决方案

导热泥应用示意图

液态金属导热垫使用效果图

自蔓延反应示意图

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