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铝基覆铜板的核心及关键技术在于研发具有高导热的绝缘介质层。用于研制导热绝缘介质层的主要方法是在复合材料基体中填充无机导热粒子。本文以环氧树脂为基体,AlN、BN和Al2O3为填充物,通过实验的手段,构建“三级导热网络”模型,来研发具有高导热的绝缘介质层。并对其导热性能、击穿电压和剥离强度进行了测试分析。 (1)单一粒径。分别填充粒径为3μm的Al2O3、500nm的Al2O3、5μm的BN、100nm的BN、3μm的AlN和40nm的BN。结果表明,粒径为40nm的AlN体系的导热系数最大,最大值为1.55W/(m·K)。 (2)两种粒径和材料配比。分别填充粒径为5μm的BN和3μm的Al2O3配比、粒径为3μm的AlN和500nm的Al2O3配比、粒径为100nm的BN和500nm的Al2O3配比、粒径为40nm的AlN和500nm的Al2O3配比以及粒径为40nm的AlN和100nm的BN配比。结果表明,粒径为40nm的AlN和100nm的BN配比混合填充时,填充体系的导热系数最大,最大值为1.91W/(m·K)。 (3)三种粒径和材料配比。分别填充微米和纳米粒子的混合体,纳米和纳米的混合体。结果表明,三种粒子混合填充的导热系数要明显高于单一粒子和两种粒子混合填充。填充粒径为40nm的AlN、100nm的BN和500nm的Al2O3,可以有效构建“大粒子-中粒子-小粒子”的三级导热网络,当AlN、BN和Al2O3的质量比为2:3:5时,导热系数达到最大值2.25W/(m·K)。 (4)研究MLPB、酚醛树脂、偶联剂和乙酸乙酯用量,抽真空时间对其导热性能的影响。结果表明,不同因素对其导热性能的影响是不同的。 (5)通过对击穿电压和剥离强度的测量分析。结果表明,粒径为40nm的AlN和100nm的BN配比混合填充时,其击穿电压达到最大值55kV/mm。纳米粒子AlN、BN和Al2O3在质量比为2:3:5时,剥离强度达到最大值1.36N/mm。