導(dǎo)熱低介電氮化硼粉體在5G電子產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用趨勢(shì)

相對(duì)于4G來說，5G是更大的進(jìn)階。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，5G通訊采用毫米波波段，最大的優(yōu)點(diǎn)就是傳播速度快，是4G的100倍，意味著一秒就可以下載一部高清電影。但是，人們?cè)谙硎?/span>5G帶來高速的同時(shí)，面臨高頻毫米波穿透力差與發(fā)熱量大等問題。

因此，對(duì)5G的傳播介質(zhì)材料的介電常數(shù)和介電損耗要小，且在較寬頻率范圍內(nèi)保持穩(wěn)定。同時(shí)為了保障電子設(shè)備的高溫可靠性，對(duì)材料的導(dǎo)熱系數(shù)和長(zhǎng)時(shí)間工作的導(dǎo)熱穩(wěn)定性要求也是逐漸提高。

在“2020年5G基站關(guān)鍵部件及材料高峰論壇”上，深圳市高分子行業(yè)協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)王文廣總結(jié)了5G對(duì)高分子材料的要求，具體如下：

①低介電：5G的傳輸速度更快、強(qiáng)度較差，要求傳播介質(zhì)材料的介電常數(shù)（Dk）和介電損耗要小，手機(jī)Dk要小于3，基站Dk要小于4；

②高屏蔽：5G的電磁波覆蓋能力較差，要求材料的電磁屏蔽能力要強(qiáng)，體積電阻率要小于10Ω，電磁屏蔽大于75dB；

③高導(dǎo)熱：5G元器件的厚度薄、密封性好，要求及時(shí)散熱，材料導(dǎo)熱性能要好。

因此，對(duì)于5G電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展來說，高導(dǎo)熱、低介電常數(shù)的聚合物符合材料至關(guān)重要。

氮化硼的重大機(jī)遇

為了得到高導(dǎo)熱、低介的聚合物復(fù)合材料，首先要選擇合適的高分子材料，但當(dāng)純塑料的介電、導(dǎo)熱性能滿足不了具體需求時(shí)，往往就需要靠填料來完成“大業(yè)”了。在可供選擇的填料中，既能有效降低介電常數(shù)又能滿足導(dǎo)熱需求的莫過于氮化硼了。它的介電常數(shù)只有1.6，低于任何樹脂的介電常數(shù)，具有極好的高溫電阻和電擊穿強(qiáng)度，而且導(dǎo)熱率高得直追金屬（60~300W/mK），是一種非常理想的輕質(zhì)填料。

不過氮化硼在使用上也不是沒有缺點(diǎn)，除了貴以外，還跟它的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)——由于BN的化學(xué)穩(wěn)定性較好，不容易形成化學(xué)鍵，本身邊緣的羥基少，活性也比較低，因此如果不經(jīng)任何處理的話，很難與高分子材料浸潤(rùn)相容，分散性差、容易團(tuán)聚，最終影響復(fù)合材料的力學(xué)性能。因此為了增強(qiáng)氮化硼的親和力，改善其在基體中的分散性，表面功能化改性是必不可少的。有研究表明，對(duì)氮化硼進(jìn)行表面改性后，能夠降低復(fù)合材料的黏度，提高熱導(dǎo)率，且填充了氮化硼的復(fù)合材料具有優(yōu)異的電氣性能，屬于高擊穿場(chǎng)強(qiáng)、高電阻率、低介電常數(shù)與介質(zhì)損耗的材料，符合電氣及電子設(shè)備的使用要求，并且機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)改性能夠優(yōu)化復(fù)合材料的絕緣性能。

高導(dǎo)熱低介電常數(shù)改性塑料行業(yè)蓄勢(shì)待發(fā)。通過在聚合物基體中添加經(jīng)過改性的氮化硼確實(shí)能夠提高聚合物的介電和導(dǎo)熱性能，滿足5G電子產(chǎn)業(yè)提出的各項(xiàng)要求，應(yīng)用前景相當(dāng)可觀。