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隨著電子設(shè)備越來(lái)越復(fù)雜化，熱量的傳導(dǎo)路徑一般都會(huì)變長(zhǎng)，熱量從發(fā)熱器件傳導(dǎo)至散熱器不可避免地會(huì)經(jīng)過(guò)各種界面，并在界面上產(chǎn)生接觸熱阻。

熱界面材料處的熱阻最大，同時(shí)較高的接觸熱阻也會(huì)導(dǎo)致電子設(shè)備溫度升高，影響其使用壽命及可靠性。因此，熱界面材料（Thermal Interface Materials,TIMs）對(duì)于電子設(shè)備散熱來(lái)說(shuō)是極為重要的。

熱界面材料示意圖，圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)

目前市場(chǎng)上可以找到多種TIMs，形其物理式包括黏性脂、軟性固體、凝膠體等。在對(duì)器件進(jìn)行熱界面材料設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮熱界面材料的壓縮率和導(dǎo)熱性能，器件高度和最大允用壓強(qiáng)等因素。   

功率器件的核心組件就是芯片，假設(shè)在芯片制作之初，就將散熱功能置于芯片本身，不僅會(huì)簡(jiǎn)化后續(xù)的增加熱界面材料的過(guò)程，也會(huì)因?yàn)門(mén)IMs的厚度變薄，與晶圓貼合度更好，進(jìn)而使功率器件的體積進(jìn)一步縮小，滿足電子產(chǎn)品不斷微型化、復(fù)雜化的趨勢(shì)。

一種新的TIM填料

新一代基于聚合物的TIM使用氮化硼納米 (BNNT) 填料來(lái)增強(qiáng)導(dǎo)熱性。BNNT是六方氮化硼 (h-BN) 的三維結(jié)晶形式，也稱為白色石墨烯。BNNT的厚度從一個(gè)到幾個(gè)原子層不等。它具有與其全碳模擬石墨烯相似的幾何形狀，但具有一些非常不同的特性。例如，石墨烯具有高導(dǎo)電性，而B(niǎo)N納米是電絕緣體。

BNNano氮化硼納米管可作為填料用于新一代TIM，圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)

大連義邦引入的BNNano氮化硼納米管（BNNT），有著2400w/m.k的導(dǎo)熱率，超強(qiáng)的機(jī)械性能，同時(shí)在空氣中的熱穩(wěn)定性高達(dá)900攝氏度。將氮化硼納米管粉末與水溶性的化學(xué)物質(zhì)混合在一起，涂覆于晶圓片的背面，不僅實(shí)現(xiàn)了比普通TIMs更好的散熱效果，并且具有比TIMs具有更好貼合度。使芯片產(chǎn)生的熱量更迅速的散發(fā)出去，從而達(dá)到快速散熱的功能。

此外，因氮化硼納米管散熱涂層比傳統(tǒng)TIMs材料厚度更薄，從而也使電子器件的體積更小，滿足電子器件微型化的特點(diǎn)，且因其超高的導(dǎo)熱率和耐高溫性，也使器件能在高壓、高功率和高溫下運(yùn)行，可以達(dá)到迅速散熱的功效。另外，氮化硼納米管具有的超強(qiáng)機(jī)械性能，也滿足了器件使用壓強(qiáng)的要求。

大連義邦BNNano氮化硼納米管

芯片產(chǎn)生的熱量通過(guò)熱界面材料散發(fā)后，還需要通過(guò)封裝層和散熱器散發(fā)出去，這些包裹芯片的材料多為聚合物，原因是聚合物具有優(yōu)異的機(jī)械性能，能夠很好的保護(hù)芯片，但是它們的導(dǎo)熱性能非常差，聚合物材料本體固有導(dǎo)熱率較低，約為0.2Wm-1K-1，當(dāng)把氮化硼納米管加入到聚合物中，會(huì)提升聚合物導(dǎo)熱性能10倍以上。

綜上，氮化硼納米管因?yàn)槠涑叩膶?dǎo)熱性能、耐高溫性和機(jī)械性能，更加適合在高溫、高壓和高功率的航空航天領(lǐng)域電子產(chǎn)品的應(yīng)用。