半導體導熱膠：為何偏愛球形導熱粉體？

隨著5G時代的到來，電子設備趨向于集成化、高速度、多功能兼容和高可靠性以及穩(wěn)定性發(fā)展，這意味著在更小的空間產(chǎn)生更多的熱量，對設備的散熱性能的要求也更高。據(jù)了解，電子元器件溫度每升高2C，可靠性下降10%; 溫升50C時的壽命只有溫升25C時的1/6。因此，5G組件/芯片封裝的散熱要求越來越高，對封裝膠水導熱性能提出了更高要求。

提高絕緣膠水導熱性能的常規(guī)方法，是在配方中填充具有較高導熱系數(shù)的無機導熱粉體，比如Al₂O₃（氧化鋁）、AlN（氮化鋁）、BN（氮化硼）、Si₃N₄（氮化硅）、MgO（氧化鎂）、ZnO（氧化鋅）、SiC（碳化硅）等。其中，氧化鋁、氧化鎂由于價格便宜，是導熱膠常用的導熱填料。常見導熱粉體具有多種形態(tài)，比如片狀、類球形、球形、針狀等。但是為什么導熱膠里往往偏愛選擇球形的導熱粉體呢？

這是因為，含有導熱粉體的導熱膠在流動時，內(nèi)部的粉體也一直在進行旋轉(zhuǎn)運動，因而粒子的形狀對此影響很大。形狀越是偏離球形，影響就越大，因為旋轉(zhuǎn)不同形狀粒子所需的空間大小不同。而且，想獲得更高的導熱率，就需要填充更多的導熱粉體，那么形狀帶來的影響將會進一步加大，表現(xiàn)為粘度急劇升高。因此，球狀導熱粉體本身具有流動性好的特性，其對導熱體系粘度影響小，既有利于導熱膠生產(chǎn)端加工，又有助于用膠端點膠或灌封工藝效率與效果提升。另外，研究認為球狀導熱粉體結(jié)構穩(wěn)定性強，表面能小，顆粒之間不容易粘結(jié)，因此觸變性好；而片狀導熱粉體易形成橋狀網(wǎng)絡，粉體顆粒之間容易粘附，造成流動阻力大。因此，選擇球狀導熱粉體作為填料時，導熱膠的綜合性能更優(yōu)。

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