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基于聚酰亚胺的高导热石墨膜材料的研究进展

2021-03-05翁梦蔓余文涛卢小闯李清玲刘屹东闵永刚

绝缘材料 2021年2期

翁梦蔓,余文涛,卢小闯,李清玲,刘 佳,刘屹东,2,闵永刚,2

(1.广东工业大学 材料与能源学院,广东 广州 510006;2.东莞华南设计创新院,广东 东莞 523808)

0 引言

随着科技的高速发展,电子信息产品趋于结构紧凑化、运行高效化,普遍面临发热量高、芯片耐高温性差、散热不充分等问题,大量积累的热量将会严重影响电子器件的正常工作及系统的稳定性。为了解决此类问题,人们开发出以散热系数高、质轻的碳基材料为主的导热材料。其中,石墨膜由于具有优良的导电性、导热性、轻薄性,在微电子封装和集成领域的应用表现出明显优势[1-2]。

聚酰亚胺(PI)作为一种特种工程材料,已广泛应用于航空、航天、微电子等领域[3-6],被称为“解决问题的能手”。早在20世纪70年代,A BÜRGER等[7]将PI膜经2 800~3 200℃的高温处理得到了高定向的石墨膜,其后众多学者对PI膜的碳化-石墨化行为和机理进行了深入研究。PI膜制备的石墨膜虽然性能优于大部分导热材料,但仍存在导热性待提高、不耐弯折等问题。在此基础上学者们探究了影响石墨膜性能的因素并对其单方面性能(导热性、导电性)的提高做了深入研究。我国虽然在PI膜制备石墨膜这方面的发展较晚,但近几年来在学术研究和专利布局方面都有很大突破。本文主要对PI基膜制备高导热石墨膜的研究进行总结。

1 石墨膜的制备研究

目前,制备高导热石墨膜主要有4条技术路线:膨胀石墨压延法[8-9]、氧化石墨烯(GOx)还原法(溶液化学法)[10-11]、气相沉积(CVD)法[12-13]、PI类薄膜碳化-石墨化法。……

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