内嵌金属导热通道环氧模塑料导热性能与模拟

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ELECTR0NI CS& PACKAGI NG

总第7 5期 20 0 9年 7月

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内嵌金属导热通道环氧模塑料导热性能与模拟木石志想，傅仁利，曾俊，张绍东 (京航空航天大学材料科学与技术学院，南京 2 0 1 )南 1 0 6

摘要：设计了垂直与水平两种导热结构，用高导热金属铜为填料在环氧模塑料 ( MC)中进行 E填充，通过热模压法制备了样品。采用双热流计稳态法对样品导热系数进行了测试，采用 A YS NS

软件对 E MC的热传导规律进行了模拟，并与实验结果进行比较分析。研究发现，随着铜填充量的增加，E MC的导热系数随之提高，填充量仅为 2 o%时垂直导热结构试样导热系数高达 146 W/ 5v l 0. 2 m K。相同填充量下，垂直导热结构样品的导热系数远高于水平导热结构样品，垂直导热结构样

品随着铜填充量的增加导热系数增加速度也明显快于水平导热结构样品，并出现明显的渗逾效应。模拟结果与实验结果符合较好。

关键词：环氧模塑料；导热结构；导热系数；ANS YS;导热模拟

中图分类号：T 1 M2

文献标识码：A

文章编号：18 -0 0( 0 9) 70 1-5 6 117 2 0 0—0 70

Th r a n uci ePe f r a ea em l Co d t r o m nc nd The m a i ulto f g v r l m a i n o hThe m a n uc i e S Hi r l Co d tv Ep x o d ngCo o yM l i mpo n u dS i a g F Re—iZE G u, HI Zh- n, U n l, N J n ZHAN G h o d n xi Sa—og

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as e ni p cme t ria tu t r . esmu ain

r s l t l wi x e me tl eul . los e ns e i n wi ve c l r cu e Th i lt e ut f l t e p r n a s t ‘ h t s o si we h i r s

Ke r s E C;h r l o d cie t c r;h r l o d cii; ywo d: M tema c n u t r t e tema n u t t ANS;h r l i lt n v s uu c vy YS tema s muai o

用。当前，半导体器件 9%以上都采用塑料封装，而 0

1引言 电子封装在半导体产业中起着至关重要的作

塑料封装材料中 9%以上是环氧塑封料。由于大规 0模和超大规模集成电路的迅速发展，环氧树脂因其导热系数低而不能满足大功率和高密度封装对封装

收稿日期： 090 .3 20—51

国家自然科学基金资助项目 (批准号：5 4 2 1 ) 0 7 0 9.

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材料导热性能的要求…。因此，需要对环氧模塑料

剂均为市售。 将铜板按设计好的结构切割成所需形状和大小，

进行改性以提高其导热能力。国内外研究表明，在聚合物基体中加入高导热陶瓷颗粒、纤维、晶须或混合加入导热颗粒/纤维/晶须可以提高聚合物的导热能力【。 21。。然而，这种依靠大量高导热填料、通过

其中铜片直径为 3 mm,铜带宽度 6 0 mm。将切割好的铜填料放入硅烷偶联剂酒精溶液中进行表面处理。 将邻甲酚醛环氧树脂与线性酚醛树脂按照 5 :3

高导热填料之间一定接触几率构造导热通道的方式只能利用到很少一部分高导热填料来传导热量，这就造成了高导热填料的浪费。C e h n等人使用连续炭纤维填充环氧树脂，在平行纤维方向获得了高达 65 m 9 w/ K的导热系数[ 。但采用连续纤维填充，试

的质量比混合均匀，然后加入各种助剂球磨混合 2,将混合好的模塑粉放入真空干燥箱中除气 1 h h,制得环氧模塑粉。将制备好的铜填料用镊子植入环氧模塑粉中，在 15 7℃、2MP下热压 5 n 0 a mi,然后置于烘箱中于 15 7℃下后固化 4,制备成 E h MC试样。 采用双热流计稳态法对样品导热系数进行测量】,

样制备工艺较复杂。可以预测，在环氧模塑料中以高导热的

金属铜构造导热通道，将会极大提高模塑料的导热能力。此外，在工程领域，利用计算机软件进行数值模拟，可以提高产品质量，省时省力同时降低成本【。本文采用高导热金属铜在环氧模塑 9 1

在两个各设置 4个等间隔测温点的不锈钢圆柱

热流计之间放置样品，一端加热一端水冷至稳态， 作出△ ( 总温降 )/ (流密度 )与 A ( q热 样品厚度 )的函数曲线，根据△ Tq与 A X的函数曲线的斜/

料中构造导热 …… 此处隐藏：5189字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……