[01923938]柔性电子器件界面散热材料与传热机制研究

本项目旨在围绕柔性电子器件界面热导率低和导热取向性差的关键问题，研究适合典型商业柔性基底的散热材料体系和微结构处理工艺，揭示跨尺度界面传热机制，建立材料设计、微结构调控和散热性能的构效关系。

1 本征型高导热聚酰亚胺（PI）单体设计与合成、掺杂型PI填料及导热胶配方设计

（1）在引入刚性大共轭结构、极性基团以及非对称结构等的技术方案基础上，进一步引入能提高单体分子内共轭电子离域尺度和单体分子间相互作用力（如氢键）的基团结构，并采用计算机辅助模拟办法来设计合成出一系列可能的PI单体。接着通过高效的化学反应选择定向合成出单体，优化合成路线，为本征型高导热PI制备提供稳定高产率的单体。进一步研究聚合条件、流涎工艺、双向拉伸参数、亚胺化催化剂等对PI分子链有序度和导热性能的影响，生成针对不同需求的材料配方体系，并上线中试。

（2）根据实际散热需求，研究导热填料的界面修饰、加工尺度、取向性分散技术及多组分协同作用等对掺杂型导热复合材料性能的影响。解决胶粘剂在固化中收缩产生的应力问题、胶粘剂的线胀系数与基材的线胀系数匹配问题、胶粘剂纯度控制和质量稳定性问题，提高掺杂型导热PI和导热胶的界面热导率和导热取向性。

2 跨尺度界面传热机制，材料设计、微结构调控和散热性能构效关系研究

针对柔性PI基底和导热胶材料建立完善的多尺度模拟体系，包括基于量子力学原理对各类PI单体性质开展基础计算，使用密度泛函与分子动力学、有限元和机器学习等方法对掺杂型复合材料导热过程进行模拟，发掘整理导热材料及界面微结构调控各因素与散热性能的数据库，揭示固体跨尺度界面传热机制，总结多维度的材料设计、微结构调控和散热性能构效关系。

3 柔性散热模组加工技术开发与商业化应用示范

基于前述举例商业化柔性基底与器件结构，选配具备易操作、快速流动、快速固化、长使用寿命、高粘接强度和低模量的导热胶及导热取向性强的柔性人工石墨片，设计并加工柔性散热模组，解决柔性电子器件界面热导率低和导热取向性差的问题。满足导热胶填充性、兼容性、绝缘性和易返修性的要求，建立起可指导实际导热胶应用场景性能需求的填料的化学结构、表面处理、粒径分布及填充比例数据库，实现从材料、器件到应用的全面自主。

通过对高精度微结构制作技术与图案化工艺、高精度加工设备与自动控制技术研究，提高商业化柔性导热模组产品的可靠性、稳定性，实现基于固体跨尺度界面传热材料与器件的生产，满足典型应用（场景）中验证的需要，并在实际产品中得到应用，形成涵盖设计、生产工艺、品质管控等在内的全制程管控体系。