以六方氮化硼为基材的导热绝缘胶在电子产品方面的应用

电子产品通常需用薄层的绝缘层，计算机中央处理器(CPU)的芯片为半导体(如 硅)，它比金属散热片(通常为铜)的热膨胀系数小很多，通常不能用熔点低的合金焊材将 半导体和金属焊在一起，以免接口因应力过大而产生裂纹。因此有所谓“导热胶”(Thermal Grease)，或称“热接口材料”(Thermal Interface Material 或 TIM)可以压在 CPU 及散热 片(Heat Spreader)之间，或散热片和热沉(Heat Sink)之间，将其内的空气排除，这样CPU 产生的热可以经胶传到金属散热片，乃至热沉。又如印刷电路板(Printed Circuit Board或PCB)通常用玻璃纤维强化的复合 胶(Fiber Reinforced Composite或FRC)压成。但FRC含玻璃及塑料，其热传导率很低 (< lW/mK)，因此高功率的电子产品(如LED)常使用金属载板(如铝基板)。 

为了绝缘，常 将铜钼用胶压合在铝板上，制成所谓的MCPCB(Metal Core PCB)。黏合铜和铝的有机胶(如 环氧树脂或Epoxy resin)，其热传导率远低于lW/mK，因此常造成LED过热，减低了其亮度 或缩短了其寿命。有机胶不仅热传导率极低，而且热膨胀率特大，因此在电子产品冷热交替之下，常 会黏不住金属。胶的热稳定性也很低，其内的挥发成份(如Η、0、Ν)会逐渐蒸发以致胶会逐 渐变质，甚至干裂。有机胶的上述问题可藉渗杂陶瓷粉(如AlN、Al203、Si02、ai0、i^e203、SiC)，钻石或 六方氮化硼(Cubic Boron Nitride或cBN)等略为舒缓。但陶瓷粉等为硬质材料，而且形 状多近球形。在有机胶里面，陶瓷粉乃以点接触的方式传热，因此含陶瓷粉的胶体其热传导 率仍然很低，通常不及5W/mK。

因此，在这个领域对以氮化硼为基材的具有优良热传导率和极佳绝缘性能的导热绝缘胶存在大量需求。