一种低填充、高热导/屏蔽效能石墨烯泡沫封装材料

    导热—电磁屏蔽多功能电子封装材料既能快速导热又能有效吸收或衰减入射的电磁波能量,是解决当前电子器件发热与电磁干扰问题以及保护其正常运行的最有效途径。5G/6G通讯技术推动电子器件向小型化、功能集成化、轻薄、高功率、高工作频段方向发展,小型化和高工作频段要求电磁波吸波/屏蔽材料“更宽、更强、更薄”;而小型化、功能集成化、高功率要求导热材料“更薄、更轻、散热更快”,这势必加剧了电子器件的电磁干扰和发热问题。
    浙江师范大学童国秀教授团队采用可溶性盐模板法大量合成了石墨烯纳米片基泡沫,通过改变煅烧温度r和水溶性聚乙二醇(PEG 20000)/NaCI质量比来调控石墨烯泡沫的结构、织构、缺陷、石墨化、电导率、电磁参数、电磁屏蔽效能和热导率,并分析了其电磁屏蔽和导热性能及机理。
    可溶性盐模板使超薄石墨烯纳米片形成三维多孔相通网络结构,超薄石墨烯纳米片泡沫的SEM图像见图l。提高煅烧温度、填充比和投料比能改善石墨烯泡沫的热导率和电磁屏蔽效能(见图 2、3)。在T=800℃和A=0.530下形成的石墨烯泡沫显现了最佳的热导率和电磁屏蔽效能。在石墨烯泡沫的填充比质量分数仅为7%时,其在C、S和Ku波段的电 磁屏蔽效能超过20 dB,这明显优于大多数石墨烯基材料。同时,与大多数报道的复合材料相比,三维互通网络可以降低石墨烯纳米片之间的接触热阻,并为声子/电子提供连续的热传输通道,因而在较低的填充比(质量分数为3%-5%)下能获得更高的热导率 (3.26-3.95W/mK)。总之,由于可凋的比表面积、低填充比以及优异的电磁屏蔽效能和热导率,本研究 合成的石墨烯泡沫在电子封装以及导热屏蔽领域具有广阔的应用潜力。

  

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