aln环氧树脂复合材料性能的研究

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1、重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要随着微电子集成电路运行速度与封装密度的增加，电子封装材料对电路的性能和运行速度影响越加明显。要满足此封装的需求，封装材料应当具有低的介电常数和高的导热系数。传统聚合物电子封装材料如环氧树脂存在导热不好，较脆等不足，所以研究具有优良的耐热绝缘性能和高的热导率的聚合物成为关键。为了大幅度提高环氧树脂的导热性能，并且得到综合性能都比较好的环氧树脂基复合材料，本文用氮化铝和环氧树脂作复合材料的增强体、基体，用硅烷偶联剂对氮化铝进行表面处理，使填料表面形成一层单分子覆盖膜改变其固有的亲水性或亲油性质，提高氮

2、化铝和环氧基体的的界面结合能，大幅度提高复合材料的导热性能，并探明表面改性、导热系数提高的微观机理及宏观参数变化与微观机理的联系。用稳态法对不同配比的复合材料的导热性能进行测试，结果可以得出，氮化铝颗粒的加入能够很大程度地提高复合材料的导热系数，当填料含量较小时，复合材料导热系数的主要是聚合物的分子链振动，此时导热系数仅为0．4W／m．K，当填料含量提高到50％时，就能够形成导热“网络”，此时复合材料的导热系数可达到0．717W／m．K，同时也发现，当氮化铝含量较高时，容易发生团聚，此时填料和基体的界面结合情况对材料的导热系数影

3、响比较大，界面结合越好，导热系数就越高。用偶联剂对氮化铝进行改性后发现，当氮化铝含量相同时，改性效果好的氮化铝比没改性或者改性效果差的氮化铝填充环氧树脂制得的材料导热系数要高，当偶联剂为4％，填料含量为30％时，复合材料的导热系数可达No．72W／m．K，提高了3．6倍，填料含量为50％时，复合材料的导热系数可达到1．222W／m．K，提高了6倍。被偶联剂改性后的氮化铝颗粒可以提高复合材料的弯曲强度，当偶联剂含量是4％时，复合材料的弯曲强度比其他比例改性的效果要好；通过材料的断口形貌分析表明，当材料的断口形貌是河流细腻且致密，小

4、平面台阶比较多时，材料的弯曲强度比较好，填料含量为30％时，复合材料的导热系数可达到124．87Mpa，提高了1．4倍。通过对材料做X衍射分析，来研究材料内部氮化铝颗粒与环氧树脂基体的界面结合情况，通过分析可以发现，当硅烷偶联剂含量是4％时，氮化铝颗粒晶体的晶面间距比较大，这是因为此时氮化铝颗粒与环氧基体的界面结合比较好，所以当复合材料固化收缩后产生内应力时，氮化铝颗粒受到环氧基体比较大的拉应力，从而被迫膨胀，而当氮化铝颗粒与环氧树脂基体界面结合较差时，填料受到基体重庆大学硕士学位论文中文摘要的拉应力减小，被迫膨胀就较小，所以晶

5、面间距比较小，这与前面的实验结果是一致的。对材料的电性能进行测试后发现，复合材料的介电常数随A1N含量增加而升高，当A1N质量分数高达50％时，复合材料的介电常数仅为8．51，体积电阻率为2．13×10HQ·m，在绝缘的范围内，满足灌封材料绝缘的要求。综上所述，当偶联剂含量是4％时，对氮化铝的改性效果是最好的，此时氮化铝与环氧树脂的界面结合最佳，并且当改性后的氮化铝含量是30％时，复合材料的适用价值和经济价值是最好的。关键词：环氧树脂，氮化铝，导热绝缘封装材料，复合材料IIABSTRACTWiththeincreasingofr

6、unningspeedandpackagingdensityofmicroelectronics，theimpactoftheelectronicpackagingmaterialsoncircuitperformanceandspeedbecomeincreasinglyobvious．Tomeettheneedsofthispackage，thepackagematerialshouldhavelowdielectricconstantandhighthermalconductivity．Thetraditionalpoly

7、merelectronicpackagingmaterialssuchasepoxythermalconductivityhavelowthermalconductivityandarecrisp．Withtheintegrationofintegrated，fineofproduction，Miniaturizationofchipandincreaseofpackagespeeds，itbecomekeytostudyexcellentresistancethermalinsulationandhigllthermalcon

8、ductivityrateofthepolymer．Inordertoimprovethethermalconductivityoftheepoxy,wecallgettheepoxycompositesthoughaddingaluminumnitridewi