ハイパワー高周波伝送装置は、より高速なデータ転送とスマートな機能、そして自動車用レーダーセンサー、5G 通信機器とインフラなど多くのアプリケーションを実現するために幅広く使われています。
より高出力、高速なデータ転送、軽量化、小型化は、今日および次世代の高性能高周波デバイスに不可欠です。 そしてこれらの要求は、高温化による伝送損失の防止懸念を増大させます。
優れた電気絶縁性と高周波での低信号損失を達成する素早い放熱を可能にするために、高い絶縁耐力と低誘電率の熱伝導性誘電体ポリマーコンポジットがこれらの電子デバイスのサーマルマネジメント材料として幅広く使用されます。
これらの誘電体ポリマーはもともと熱絶縁性であるため、電気抵抗を維持しながらバルクの熱伝導性を向上させるためには、コンパウンド工程でポリマーマトリックスにセラミックサーマルフィラーを添加する必要があります。 これらの誘電性ポリマーはもともと熱絶縁性であり、電気抵抗を保ちながらバルクの熱伝導率を向上させるため、コンパウンドプロセスにてポリマーマトリックスにセラミックサーマルフィラーの導入する必要があります。
下表に示すように、誘電性熱伝導性ポリマー複合材料の開発に使用される代表的なセラミックサーマルフィラーの中で、高純度結晶性六方晶窒化ホウ素（h-BN）とシリカは、誘電率 <4.そのため、両者とも高周波用途のポリマー系熱管理材料のサーマル・フィラーとして人気があります。 次世代高周波デバイスの性能（電力）向上と高集積化は、必然的に電力密度を高め、その結果、縮小するスペース内で放散されるべき熱が大幅に増加します。 最も高い熱伝導率、最も高い電気抵抗率、最も低い硬度を有する高純度h-BN粉末は、高周波環境下で使用される高性能熱管理材料のための最も魅力的なサーマルフィラーとなっています。
| 代表的な特性 | BN | AIN | AI2O3 | SiO2 | ZnO |
|---|---|---|---|---|---|
|
熱伝導率 (W/m-K) |
300* |
260 |
30 |
1.4 |
54 |
|
比熱 (J/kg-K @ 25°C) |
800 |
730 |
800 |
690 |
520 |
|
理論密度 (g/cc)
|
2.2
|
3.2 |
4.0 |
2.2
|
5.6 |
|
誘電率 |
3.9 |
8.8 |
9.7 |
3.8 |
9.9 |
|
体積抵抗率（Ω・cm） |
1015 |
1014 |
1014 |
1014 |
1014 |
|
熱膨張係数 (ppm/K) |
<1 |
4.4 |
6.7 |
<1 |
<1 |
|
モース硬度 |
2 |
7 |
9 |
6 |
5 |
* 結晶面内の熱伝導率
