各位看官，此刻的你們是否拿著手機刷著微博，看著朋友圈？

那么，長時間玩耍有沒有感覺到手機燙得厲害，心里埋怨手機散熱差？相信大多數朋友的答案都是——yes！

為什么手機越玩越燙呢？

小編這里就給大家科普一下。像手機、平板電腦這類電子產品，其豐富的功能主要靠內部的芯片來實現。

隨著芯片的性能越來越高，其在運轉過程中產生的熱量也越來越多，這些積累的熱量如果不能及時散發出去，不僅影響電子產品的使用壽命，甚至會產生“爆炸”等危險。

在中科院深圳先進技術研究院里，由美國工程院院士、中國工程院外籍院士汪正平和孫蓉研究員領導的電子封裝材料創新科研團隊就在研究怎么拯救“火熱”的芯片。

他們從芯片的內部結構出發，針對性地開發新型導熱材料，幫助芯片降溫。那么，這些新型導熱材料又是如何給芯片降溫的呢？

用特殊功能材料將芯片包裹起來的過程，工業上稱為“封裝”?！?/p>

封裝”不僅可以讓芯片免受外界空氣、水分對其的腐蝕，而且便于其在印制電路板上的安裝與維修。

這些包裹芯片的材料多為聚合物，原因是聚合物具有優異的機械性能，能夠很好的保護芯片，但是它們的導熱性能非常差。

僅僅依靠電子元件與散熱器的直接接觸，無法有效進行熱量傳導，這是因為熱源表面和散熱器之間總是存在很多微觀的溝壑或空隙，其中80%體積是空氣——熱不良導體，所以嚴重影響了散熱效率。

因此，需要使用高導熱的熱界面材料排除間隙中的空氣，增大接觸面積，在電子元件和散熱器之間建立快速導熱的綠色通道，開發高性能熱界面材料顯得尤為重要。

因此，科學家們開始在封裝材質上下功夫——研發新型散熱材料，并且應用到封裝中。這也是先進材料中心導熱小組研究團隊的研究重點。

▲ 印制電路板上的芯片

▲ 芯片的內部結構，圖片來自中科院深圳先進院

他們采用高導熱填料氮化硼微米球（BNMS）作為填料，采取真空共混方法將其分散在聚合物內，這些分散的 BNMS 相互連接，形成了一條條通暢的道路，可以讓熱量快速的通過，最終實現快速散熱的效果。

據測試，這種新型熱界面材料的導熱系數最高可達1.03 Wm?1K?1 ，相對于純聚合物提高了大約5倍。如此一來，這一顆顆“火熱”的芯片就不用擔心被“熱壞了”！

▲ 高導熱熱界面材料制備過程，圖片來自中科院深圳先進院

▲ 高導熱熱界面材料導熱路徑圖，圖片來自中科院深圳先進院

本項目所依托的團隊為中國科學院深圳先進技術研究院孫蓉研究員牽頭成立的“高性能熱界面材料基礎研究”國家重點研發專項（國家重點研發計劃2017YFB0406000）。

該項目面向高功率密度電子器件高效熱管理的迫切需要，實現高導熱聚合物基和超高導熱碳基熱界面材料的制備等關鍵技術的突破。

建立高精度微觀熱界面測試系統，闡明微觀及分子層次界面熱傳導機制，開發高性能聚合物基和碳基熱界面材料，實現其在高功率密度電子器件中的典型應用，為我國新一代戰略性電子器件的開發與應用提供強力支撐。

本文選自公眾號：中科院之聲