填充型导热聚合物材料是通过在聚合物基体中添加导热无机填料来增强材料的导热性能，该种方法制备的导热聚合物复合材料具有成本低、易加工等优点，是目前聚合物基电子封装材料最常用的制备工艺方法。
　　
　　1、常见的导热填料及特点
　　
　　导热填料加入到聚合物中可以降低材料的热膨胀系数，能够避免在冷热循环过程中因材料的体积收缩产生内应力而导致内引线短路的问题。此外，导热填料还能降低材料的吸水率、成型收缩率，起到补强作用等。
　　

　　
　　上表列出了常见导热填料的热导率，从表1可知，单壁碳纳米管（SWCNT）的热导率高达3500W/(m·K)，除金属填料具有较高的热导率外，陶瓷类填料中AlN、BN的热导率也较高，但价格昂贵、成本较高，工业规模化应用受到了限制，而Al2O3、Al(OH)3、SiO2和ZnO填料因成本较低得到了广泛应用。
　　
　　此外，由于金属类填料和碳类填料具有一定的导电性，会明显降低导热有机硅复合材料的电绝缘性能，使得它们无法应用于电绝缘性要求较高的电子封装领域，但可以采用表面包覆改性的方法来降低填料导电性对导热复合材料电阻率的影响。
　　
　　2、导热填料表面改性
　　在聚合物基体中添加导热填料不可避免地会产生基体-填料和填料-填料界面，由于界面处声子振动频率不匹配从而造成大量的声子散射，导致导热聚合物复合材料的热导率远低于预期值。因此，消除或减少界面引起的声子散射是提高导热聚合物复合材料导热性能的关键。
　　
　　通过对导热填料表面进行改性处理，增加填料与聚合物基体之间的相互作用，改善填料与聚合物基体之间的相容性，可以有效降低填料-基体界面引起的声子散射。
　　
　　填料表面改性的常用方法主要有物理吸附和化学共价键合。物理吸附是通过静电等非共价键作用将偶联剂等包覆在填料粒子表面；化学共价键合则是将长链分子或极性基团通过化学反应接枝在填料粒子表面。
　　
　　ZHANGXY等利用聚多巴胺对h-BN进行表面生物改性来构建h-BN@PDA/硅橡胶复合材料，当填料质量分数为30%时，复合材料的热导率达到了0.95W/(m·K)。在相同填料含量下，改性后的hBN@PDA/硅橡胶复合材料的热导率始终大于未改性的h-BN/硅橡胶复合材料。
　　
　　LIUY等通过甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷在氧化铝粒子表面进行原位水解聚合得到高导热的有机硅/氧化铝复合材料，表面改性后的氧化铝在有机硅基体中具有优异的润湿性和分散性。当氧化铝填料的体积分数为80%时，复合材料的热导率高达2.92W/(m·K)，是纯有机硅树脂的15.3倍。
　　
　　赵登云等研究了硅烷偶联剂KH560、KH570、CG9以及CG12表面改性氧化铝复配粉后，对有机硅灌封胶黏度、热导率、耐热性、电气绝缘性能以及力学性能的影响，结果表明CG12表现出最好的综合性能，这是因为CG12的长链结构能够将氧化铝包覆得更加充分，使填料表面具有优异的疏水性，从而提高了粉体与聚合物的相容性。
　　
　　任琳琳等采用十二烷基三甲氧基硅烷来改性处理球形铝粉制备得到单组分热界面材料，经过特殊硅烷偶联剂的改性，在填料表面接枝上长链官能团，使得填料具有优异的亲油疏水性，与聚硅氧烷基体结合更紧密，从而改善了复合材料的柔韧性，提高了复合材料的导热性并降低了热阻，能够满足芯片封装工艺流程和技术的严苛要求。
　　
　　LIUY等也通过十二烷基三甲氧基硅烷对铝粉粒子进行表面化学改性处理，改善了填料在聚硅氧烷基体中的相容性和分散性，成功降低了填料与聚合物基体之间的界面热阻。
 

　　
　　NMATSUMOTO则采用了具有单端烷氧基结构的长链聚硅氧烷处理铝粉和氧化铝等填料，制备的硅氧烷组合物具有优异的导热性能，能够用于IC封装。
　　
　　资料来源：《向略,张叶琴,暴玉强等.电子封装用导热有机硅复合材料的研究进展[J].绝缘材料,2023,56(07)》，由【粉体技术网】编辑整理，转载请注明出处！