随着芯片技术的不断进步,集成电子器件逐渐向高密度(如Intel 酷睿I7 处理器的晶体管数达到9.95 亿)、高频(3GHz 以上)、布线细微化(Intel 25 纳米工艺已成熟应用于芯片制造)、芯片大功率化及表面安装技术方向发展。这种趋势使得在有限的体积内产生更多的热量,如果热量不能及时导出,积聚过多,便会导致芯片工作温度升高,影响其正常工作,甚至使电子元器件烧毁。
导热绝缘材料被广泛应用于电子封装领域,一方面对电子元件进行保护,另一方面将集成电路产生的热量及时导出。早期应用于电子封装的材料多为无机导热绝缘材料,如金属氧化物、氮化物陶瓷及其它非金属材料,因其自身性能的局限、价格昂贵、难以加工成型等因素,现已经无法满足现代电子封装技术的使用要求。而塑料封装工艺简单、成本低廉、适于大批量生产,因而被广泛应用于民用领域,目前95%以上的电子封装均采用塑料封装。
为了提高普通塑料封装材料的导热性,通常需要添加大量的导热填料。导热填料的加入不仅可以提高材料的热导率,降低封装材料的成本,还可以降低线膨胀系数,减小封装材料在固化过程中因体积收缩而产生的内应力,从而避免发生内引线断开等问题。国外对导热封装材料开展了大量的研究工作。
进一步研究结果表明:热导率随AlN 颗粒尺寸的增加而增大,当大尺寸的AlN颗粒达到总填充量的68.5%时,样品的热导率达到7.15W/(m·K)。而国内在这方面所作的研究工作相对较少,高端的高导热电子封装材料仍然大量依赖进口。