半導(dǎo)體導(dǎo)熱膠：為何偏愛球形導(dǎo)熱粉體？

隨著5G時(shí)代的到來(lái)，電子設(shè)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(duì)設(shè)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(shí)的壽命只有溫升25C時(shí)的1/6。因此，5G組件/芯片封裝的散熱要求越來(lái)越高，對(duì)封裝膠水導(dǎo)熱性能提出了更高要求。

提高絕緣膠水導(dǎo)熱性能的常規(guī)方法，是在配方中填充具有較高導(dǎo)熱系數(shù)的無(wú)機(jī)導(dǎo)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(jià)格便宜，是導(dǎo)熱膠常用的導(dǎo)熱填料。常見導(dǎo)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(dǎo)熱膠里往往偏愛選擇球形的導(dǎo)熱粉體呢？

這是因?yàn)椋袑?dǎo)熱粉體的導(dǎo)熱膠在流動(dòng)時(shí)，內(nèi)部的粉體也一直在進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因而粒子的形狀對(duì)此影響很大。形狀越是偏離球形，影響就越大，因?yàn)樾D(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(dǎo)熱率，就需要填充更多的導(dǎo)熱粉體，那么形狀帶來(lái)的影響將會(huì)進(jìn)一步加大，表現(xiàn)為粘度急劇升高。因此，球狀導(dǎo)熱粉體本身具有流動(dòng)性好的特性，其對(duì)導(dǎo)熱體系粘度影響小，既有利于導(dǎo)熱膠生產(chǎn)端加工，又有助于用膠端點(diǎn)膠或灌封工藝效率與效果提升。另外，研究認(rèn)為球狀導(dǎo)熱粉體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性強(qiáng)，表面能小，顆粒之間不容易粘結(jié)，因此觸變性好；而片狀導(dǎo)熱粉體易形成橋狀網(wǎng)絡(luò)，粉體顆粒之間容易粘附，造成流動(dòng)阻力大。因此，選擇球狀導(dǎo)熱粉體作為填料時(shí)，導(dǎo)熱膠的綜合性能更優(yōu)。

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