陈于中，宋成轶

(上海交通大学 金属基复合材料国家重点实验室，材料科学与工程学院，上海 200240))

0 引 言

随着电子器件的精度不断提高，半导体元器件的功率密度不断提高，其微观尺度的结构变得复杂；在摩尔定律逐步逼近极限的趋势下[1]，热损耗逐渐成为限制电子技术突破的瓶颈[2]，在工作效率大幅度提升、功能多元化的同时，也带来了发热量增长的问题[3]。因此，不断提高散热元器件的工作效率成为了亟待突破的核心问题。为了使得半导体器件的工作稳定性得到提高，延长其使用寿命，合理、高效地设计热界面材料作为衔接热源与散热装置之间的媒介逐渐成为一个研究重点。在常用的热界面材料中，金属[4]、无机非金属[5]和聚合物[6]是主要构成材料，在设计结构时需要考虑其机械性能、化学稳定性和热学性能等多项指标。

常规的散热材料(图1)如金属铜、银等，具备带隙较窄的特点，故其自由电子跃迁后容易扩散，并且通过碰撞传播能量，起到导热的作用[7]。高温时电子导热起主导作用，低温时声子自由程较长，起主要导热作用。尽管金属在较大温度范围内具有良好的导热性能，但是相比于聚合物或无机非金属材料，其形态较难调控，且机械性能不够理想，与基底之间作用力不强，因此未能广泛被应用于精密电子器件散热。而无机非金属材料热导率高，形态便于调控，合成工艺简单[8-9]，但其机械性能较高，柔韧程度不及聚合物。聚合物虽……