突破電子封裝新高度：氮化硼新材料的魔法改造

電子產(chǎn)品越來越輕薄、越來越高效，但有一個問題始終困擾著工程師們，那就是——散熱。想象一下，你的手機芯片堆疊得像摩天大樓一樣，卻只能靠小風(fēng)扇來“降火”，效率自然不理想。今天，我們來聊聊如何用一種神奇材料——氮化硼（h-BN），來給這些“小火爐”降降溫。

       氮化硼是一種兼具優(yōu)異導(dǎo)熱性和絕緣性的材料。相比于傳統(tǒng)的氧化鋁（Al?O?）、氧化硅（SiO?）等材料，它的導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)250-300 W/mK（普通塑料的導(dǎo)熱系數(shù)只有0.2 W/mK），而且還不導(dǎo)電，完美符合現(xiàn)代電子封裝的需求。然而，氮化硼雖然好用，但它也有“脾氣”。由于表面能高，很難和塑料基體“打成一片”，導(dǎo)致散熱效果大打折扣。這就需要對氮化硼的表面進(jìn)行改性。

       傳統(tǒng)的表面改性方法一般需要復(fù)雜的設(shè)備和有害的化學(xué)試劑，而研究人員們發(fā)現(xiàn)了一種簡單又環(huán)保的方法：通過一種高沸點溶劑（1,2,4-三氯苯）和氨基酸（甘氨酸）在高溫回流條件下，一步完成氮化硼的表面改性。這種方法可以在氮化硼的表面引入氨基功能團(tuán)，顯著提高它與環(huán)氧樹脂的親和力，降低界面熱阻。這一魔法操作讓氮化硼變得更“溫柔”，更容易和環(huán)氧樹脂“打成一片”。

       經(jīng)過甘氨酸改性的氮化硼填料（BN@G11）被加入環(huán)氧樹脂中后，導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)1.04 W/mK，相比純環(huán)氧樹脂提高了477.8%，相較未改性的氮化硼提高了57.5%。而且，這些復(fù)合材料還表現(xiàn)出了更好的熱機械性能，證明了氮化硼與環(huán)氧樹脂之間更強的界面粘結(jié)力。

Part.04

研究可擴展、低成本，未來的散熱利器

       與其他需要復(fù)雜合成步驟和昂貴設(shè)備的表面處理方法相比，這種溶劑熱回流改性法具有更高的可擴展性和成本效益，適合大規(guī)模生產(chǎn)。這種環(huán)保、高效的創(chuàng)新方法，為未來2.5D/3D半導(dǎo)體封裝材料的設(shè)計提供了強有力的支持。

Part.05

結(jié)語

       氮化硼的新型改性技術(shù)給電子封裝材料帶來了新的突破。通過簡單的一步改性操作，我們實現(xiàn)了導(dǎo)熱性和力學(xué)性能的大幅提升，為未來高密度、高功率的電子器件提供了更可靠的散熱解決方案。未來，我們期待這種新材料能夠更廣泛地應(yīng)用在電子封裝、半導(dǎo)體器件等領(lǐng)域，讓我們的小手機、小電腦在高性能的路上“熱火朝天”又“冷靜自持”。