在現代電子元器件中，有相當一部分功率轉化為熱的形式，耗散生熱嚴重威脅電子設備的運行可靠性。更令人擔憂的是，隨著后摩爾時代的到來，電子元器件的封裝技術由傳統的二維封裝向2.5維或更高級的三維封裝方向發展，元器件集成度更高、內部排列更加密集復雜，這就對封裝技術的散熱性能提出了更高的要求。

聚合物導熱復合材料是當前解決電子器件散熱問題的關鍵材料，通常是利用物理共混的方法直接將高導熱填料加入到聚合物基體中，以提高聚合物的熱導率。不過在實際生產中，由于填料的極性、表面化學基團等的存在，其與聚合物基體間的相容性很差，不僅易在基體與填料之間的界面處造成大量的聲子散射，產生所謂的界面熱阻，還容易使填料在基體中分散不均勻，不利于導熱通路的形成，導致導熱聚合物復合材料的熱導率遠低于預期值。在這種情況下，通常可對填充顆粒表面進行修飾改性，使改性填料與聚合物之間形成強共價界面來改善，例如引入π-π相互作用、氫鍵作用，以提高其分散性以及基體與填料之間的相容性。

改性前后顆粒分散情況

目前粉體改性的方法很多，從原理上可分為表面吸附包覆法、液相包覆法、微膠囊法、聚合物表面接枝改性方法、機械力化學改性法、高能改性法等；按處理劑又可分為聚合物處理、表面活性劑處理、無機物修飾、偶聯劑處理及復合處理等；按處理工業分還有干法處理和濕法處理。如何綜合考慮材料的性質、應用環境等因素選擇合適的改性方法和處理劑對于材料導熱性能的提升至關重要。

常見改性方法

常見改性劑體系

除此之外，為了在生產過程中能夠及時根據材料實際的導熱效果調整改性劑、工藝與設備參數等，從而進一步優化改性效果，對填料改性效果或改性后材料的整體導熱效果做出準確的表征評價也同樣不可忽視。

即將于3月3-5日在蘇州舉辦的“2024年全國導熱粉體材料創新發展論壇（第4屆）”上，粉體圈邀請了來自中國科學院深圳先進技術研究院的曾小亮研究員，現場分享報告《導熱粉體的表面改性及其表征技術》，報告將詳細介紹導熱粉體表面改性技術現狀、最新研究進展及表征技術。

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報告人介紹

曾小亮，中國復合材料學會導熱復合材料專業委員會副秘書長、中國科學院青促會會員、深圳市“孔雀計劃”海外高層次人才，入選斯坦福大學發布的2023年“全球前2%科學家榜單”，Google學術總引用次數9000余次，h指數53，擔任國際學術期刊《Nanomaterials》的客座主編，以第一作者或通訊作者在Nano Letter, Adv. Funct. Mater., ACS Nano, IEEE Trans., Chip等期刊發表SCI論文100多篇，合著書籍《聚合物基導熱復合材料》，授權專利36件，完成“卡脖子”材料-芯片級熱界面材料轉移轉化（共計410萬元），主持國家重點研發計劃-戰略性先進電子材料專項、國家自然科學基金面上、青年基金和華為公司技術委托等項目。

蘇州導熱粉體論壇會務組

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