通过浇注工艺制备环氧树脂(EP)/Si3N4复合材料,研究Si3N4含量对复合材料的热学和力学性能的影响。结果表明,复合材料的热导率和升温速率随Si3N4含量的增加而增大,当Si3N4体积分数为25%时,热导率达到0.511W/(m.K),平均线性热膨胀系数随Si3N4含量的增加不断下降,在Si3N4体积分数为25%时,平均线性热膨胀系数为49.18×10–6/℃,而EP/Si3N4复合材料的剪切强度则随着Si3N4的含量的增

工程塑料应用

2 1年， 3 0 1第 9卷， 1第 2期

L D散热铝基板用导热介质材料的制备与性能研究 E 马振辉黄金亮殷镖顾永军陈冠羽 (南科技大学材料学院，阳河洛 4 10 70 3)

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摘要

通过浇注工艺制备环氧树脂 (P/S,复合材料，究 S3 E) i N研 i含量对复合材料的热学和力学性能的影响。 N 】

结果表明，复合材料的热导率和升温速率随 s3含量的增加而增大， S3体积分数为 2%时， i N当 i N 5热导率达到 O5 1 .1 w/( , m K)平均线性热膨胀系数随 s,含量的增加不断下降， s3体积分数为 2%时， i N在 i 5平均线性热膨胀系数为 4 .8×1/℃, E/S3复合材料的剪切强度则随着 s]的含量的增加先升高后下降，高达 4 .MP。 91 0而 P i N4 i 最 7 a 6 关键词环氧树脂 S N4颗粒 i 热导率线性热膨胀系数剪切强度~

在资源愈加短缺的今天， E L D作为一种节能、 环保的新型光源，越来越受到人们的重视…。然而， L D芯片的有源区面积小，作电流大，成 L D E工造 E

1实验部分 1 1主要原材料 .

芯片的工作温度高。尤其是大功率 L D, E芯片承受

双酚 A型 E E 5 )固化剂、分子聚酰胺 P( - 1、低 ( 5 )江苏丹徒树脂厂； 61:

的热流量更大，若不采取有效的散热措施，会使芯片偶联剂 ( H一5:京曙光化工厂； K 50)南 温度过高，将导致 L D的光效率减小， E芯片发射光 s粉体：径为 1 m,导率为 8/ i 粒 热 0 w谱发生红移，色温质量下降，并加速 L D芯片蜕化， ( , E m K)秦皇岛一诺高新材料有限公司； 使器件寿命缩短。而芯片产生的热量绝大部分是通过热传导的方式传到芯片底部的基板上，以再 热对流的方式耗散掉 J . 4 。因此， E L D基板材料要求 具有较高的导热性能。 目前，用的 L D散热基板，常 E其结构为：下层为铝板，上层为铜线路及焊接电极，中间为高分子绝缘丙酮：售。市 1 2仪器与设备 .

扫描电子显微镜 ( E ) JM- 60 V型， S M:S 5 1L日本 Je公司； ol

热导率测定仪： B - Y F 3型，州大华仪器制造杭 有

限公司；

介质层。虽然铝和铜的热导率很高，但是传统的绝缘层使用的 F半固化片热导率较低[ . 0 5 I 01 5 2 w/( K), m ]绝缘层成为 L D基板的散热瓶颈。 E 且在高温下，由于热膨胀不一致，可能会产生绝缘层 和金属基底分层的现象。因此，究开发导热性好、 研 线性热膨胀系数与金属基板材料相匹配且具有一

热膨胀仪： C -I型， p Y I湘潭华丰仪器制造有限 I 公司； 、

电子拉伸试验机： G I5k A -2 0N型，日本岛津公

司。 1 3试样制备 .

( ) i的改性 1 S N

定的粘结强度和刚度的绝缘层材料对大功率 L D E将 s N粉体在 10 4 5℃干燥 4h以 2 ( ,%占粉体的应用具有重要意义 J究表明，陶瓷颗粒如的质量百分数 )。研由的比例配制偶联剂一丙酮溶液。将 S 02 i￣ A1037 AI[] S 9 2[] N 8 i C【等作为填充料制备干燥的 S N粉体加入到配制好的溶液中， i4,机械搅 , Oi n然后边加热边搅拌使溶 l 1的聚合物基复合材料显示出优良的导热陛能、低膨 拌 2h超声波震荡 3 i, 、、、

胀性和介电绝缘性等。 笔者¨。用热导率大、均线性热膨胀系数小。选平的 S N4为改善环氧树脂 ( P)热性能的填充 作 E导

剂基本挥发，于真空干燥箱内烘干，置研磨，装瓶待 用。

( ) P S34 2 E/ i复合材料的制备 N

材料，通过对 s N表面改性，备出 E/ i i4 3制 P s N复 3分别称取一定量的 E P和 s N粉体， i4,在烧杯中合材料，研究了 s N含量对复合材料热导率、 i 3线性混合后，边加热边搅拌，搅拌 4 i后， 0m I超声波震荡 1热膨胀系数及剪切强度的影响，以期为大功率 L D E 3 i, 0m n然后在真空干燥箱中抽真空 1 。再加入 .h 5散热基板中的高导热绝缘介质材料的开发提供试验固化剂，缓慢搅拌，反复抽真空数次，浇注到自制模依据。 收稿日期： 0 10—2 2 1-91