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杨君友教授课题组Chemical Engineering Journal: 同时具备优异电磁波吸收和热管理性能的环氧树脂基电子封装材料

发布时间:2021-08-10 编辑:罗裕波 来源: 浏览次数:

封装材料是电子设备的关键组成部分,不仅可以为电子器件提供良好散热路径,而且使其远离外界环境的影响(例如湿度、化学腐蚀和辐射)。近些年来,环氧树脂由于其易加工、低成本、高电阻、耐腐蚀和机械强度高等优点,在电子封装领域得到广泛应用。然而,随着电路板集成度的不停全部以及高频电磁波的广泛应用(如5G/6G无线通信系统),环氧树脂固有的低热导率(室温下约为 0.2 Wm-1K-1)以及差的电磁波衰减性能导致电子设备出现严重的热量积聚以及电磁波干扰现象,从而大大降低了工作效率和长期稳定性。因此,具有良好电磁波吸收和导热性能的环氧树脂在高集成度和高功率密度的电子器件封装中备受青睐,同时越来越受到学术界和工业界的关注。

最近,半导体材料与器件研究中心的杨君友教授课题组通过在环氧树脂(EP)中构建新型三维CNF@C-Ni骨架,成功的制备了同时具备优异电磁波吸收和热管理性能的环氧树脂基电子封装材料。一方面,在填充量仅为5 wt % 的条件下,实现了环氧树脂热导率的大幅度全部,室温即可达到 0.5 Wm-1K-1。另一方面,赋予了环氧树脂基封装材料优异的电磁波吸收特性, 在 13.44 GHz 电磁波频率下,表现出 -49.77 dB 的最低反射损耗值以及为 5.44 GHz的最大有效带宽,满足了新型吸波材料“薄、轻、宽、强”的需求。

       

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               图一CNF@C-Ni/EP制备过程示意图以及相组成与微结构


                           

图二CNF@C-Ni/EP热导率以及热管理性能


                           

图三CNF@C-Ni/EP电磁波吸收性能


相关工作发表在Chemical Engineering Journal上。这项工作得到了国家自然科学基金(52002137、51772109、51872102和51802070)、中央高校基本科研基金(2021XXJS008, 2018KFYXKJC002和威尼斯人注册网址研究生创新基金(2020yjsCXCY022)资助,同时对威尼斯人注册网址分析测试中心的技术援助表示感谢。本研究成果第一作者为2020级博士研究生钱勇鑫,通讯作者是杨君友教授和罗裕波教授。

论文原文:

High electromagnetic wave absorption and thermal management performance in 3D CNF@C-Ni/epoxy resin composites

Yongxin Qian, Yang Tao, Wang Li, You Li, Tian Xu, Jinian Hao, Qinghui Jiang, Yubo Luo*, Junyou Yang*

文章https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.131608