六方氮化硼：从材料特性到热管理应用

六方氮化硼：从材料特性到热管理应用

引用

网易

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https://www.163.com/dy/article/JMJIRK5R05568ZFK.html

六方氮化硼（h-BN）是一种具有极高热导率和优异电绝缘性的二维材料，在电子封装等领域展现出巨大应用潜力。近年来，随着电子设备向小型化、集成化发展，h-BN的特殊热传导特性使其在散热管理领域备受关注。本文将介绍h-BN的材料特性、当前应用进展以及未来发展前景。

h-BN的材料特性与挑战

六方氮化硼（h-BN）拥有极高热导率和优异的电绝缘性，这使得它在对高效散热和电气隔离要求极高的电子封装领域成为优选材料。但是这种典型的二维材料的层内（平面方向）热导率非常高（约300W/mK），而垂直于层的方向（厚度方向热导率则相对较低（约30W/mK）——各向异性的热传导特性使得其热管理设计、材料加工和组装，以及应用场景等面临很大挑战和局限。

技术进展与解决方案

近年来，氮化硼商用导热应用技术和产品已形成大致范式，例如3M、圣戈班以及丹东化工研究所等国内外先进材料企业纷纷开发不同类型的氮化硼导热系列产品以及相应解决方案：

• 迎难而上：通过氮化硼特殊的颗粒形状及排列方式形成层状堆栈，形成的导热通路可提升垂直导热能力；
• 取长补短：利用片型氮化硼搭配球形的六方氮化硼团聚体促进导热网络形成，改善复合材料穿过平面的热导率；
• 扬长避短：既然结晶方向是导热性能最优越的方向，那么就开发大单晶氮化硼，不仅可以拥有更长的导热通道，同时也减少了晶界和位错等晶格缺陷，重要的是有利于粉体堆叠桥接，从而获得更好的导热效果……

应用前景

产品和技术的进步通常由应用端提出的新要求所推动——随着电子产品不断向小型化、集成化发展，传统的散热手段必然难以满足日益增长的需求，基于h-BN的创新散热技术和复合材料同样需要不断进化，才能跟上产业升级迭代的脚步。此外，随着5G通信、自动驾驶汽车以及物联网设备的发展，对于高效能电子元件的需求也将推动h-BN材料和技术的进步。因此，深入研究并广泛应用h-BN不仅能够改善现有电子产品的性能，还可能引领下一代电子技术革命。

报告人简介

范维仁：清华大学深圳国际研究生院博士后，澳大利亚蒙纳士大学副研究员，广东晟鹏科技有限公司技术顾问。毕业于澳大利亚蒙纳士大学，主要从事纳米材料制备及导热应用研究，特别是在维纳材料及二维材料规模化制备方向拥有丰富研发及产业化经验，。主持和参与各类科研项目10余项，获授权发明专利20余项。