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電子封裝材料
1、IEEE T. Comp. Pack. Man. ：TSV中介層多系統與異構集成的最新進展和趨勢
至少有三種不同的多系統與異構集成封裝，即2.1D、2.3D和2.5/3D集成，為滿足不斷提高的對性能和形狀尺寸的要求，驅動并產生了所有這些多系統和異構集成。
最近，欣興電子有限公司的研究人員發表綜述文章，全面介紹了TSV（硅通孔）中介層在多系統和的異構集成方面的最新進展和趨勢。重點討論了其定義、種類、優缺點、機遇挑戰以及使用TSV中介層的多系統和異構集成的應用示例。此外，還提出了關于TSV中介層的一些建議，為未來新型芯片封裝結構提供了參考。該綜述文章以“Recent Advances and Trends in Multiple System and Heterogeneous Integration with TSV Interposers”發表于IEEE T. Comp. Pack. Man.上。
圖1. 多系統與異構集成結構示意圖
論文鏈接：
DOI 10.1109/TCPMT.2023.3234007
2、IEEE T. Comp. Pack. Man. ：基于原位電學監測的新型TIM評估方法
熱界面材料（TIM）在工作過程中受到熱老化和機械應力等因素影響，分析TIM對這些應力的響應至關重要。然而，原位監測TIM穩定性或熱性能是很困難的。目前電容已被用于原位監測介電TIM的穩定性和熱性能，但是該方法不能兼容導電TIM。
最近，環球儀器先進工藝實驗室等機構的研究人員通過電阻監測，對TIM穩定性、失效時間和失效程度進行了深入的分析。因為熱阻和電阻都受到TIM與表面接觸、厚度和面積的影響，對導電TIM的電阻進行監測可以深入了解其熱穩定性。研究人員在0-100℃的加速熱循環（ATC）中，將導電石墨焊盤TIM放在測試板上（代表具有大型共享散熱器的大型印刷電路板），對TIM的電阻進行原位監測，并對TIM進行失效分析。該項工作研究了電阻監測對TIM穩定性評估的有效性，并建立了與失效分析結果的相關性，對未來研究熱阻和電阻之間的關系提供了參考。該項研究以“Novel TIM Evaluation Method with In Situ Electrical Monitoring”發表于IEEE T. Comp. Pack. Man.上。
圖2. ATC周期下不同位置的TIM直流電阻
論文鏈接：
DOI 10.1109/TCPMT.2023.3240096
3、Polym. Degrad. Stabil. ：提高聚酰亞胺絕緣材料介電擊穿強度的D?π?A策略
聚酰亞胺（PI）具有優異的熱穩定性、機械性能和耐化學性等多種優點，被認為是高性能電絕緣材料的候選材料之一。優化聚合物結構（例如擴大帶隙）可以得到更高的固有擊穿強度，然而，擴大帶隙同時也會降低主鏈共面性和剛性以及分子間相互作用，從而導致不良的熱性能和機械性能。
最近，廣東工業大學等機構的研究人員介紹了一種有效的策略，通過在主鏈中引入芳香供電基團來構建D?π-A結構，從而得到同時具有高擊穿強度、高熱穩定性和高機械強度的PI絕緣材料。一方面，D?A效應增加了材料的極化和偶極子誘導的散射。另一方面，通過π?π堆積增強分子間相互作用，減少了PI中的自由體積。主鏈共軛程度的增加和聚合物鏈之間的高堆積密度有利于提升熱穩定性和機械性能。結果顯示，得到的PI絕緣材料擊穿強度顯著提高至570?632 kV mm?1，同時保持高Td5%（>524 °C）、高Tg（>364 °C）和高抗拉強度（>80 MPa）。該設計策略為開發適用于更多場景的高性能絕緣材料提供了參考。該文章以“D?π?A Strategy to boost dielectric breakdown strength of polyimide insulation”發表于Polym. Degrad. Stabil.上。
圖3. 不同PI絕緣材料的介電擊穿強度對比
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2023.110264
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電介質材料
1、Materials Today Energy ：用于高溫儲能的聚酰亞胺介電材料的高分子多重結構設計
聚合物介電材料被認為是高能量密度薄膜電容器的關鍵材料。越來越嚴苛的工作環境需要具介電材料具有更高的熱穩定性，然而目前商品化的電介質薄膜無法滿足該要求。聚酰亞胺（PI）因其優異的熱穩定性和絕緣性能而被認為是高溫儲能介電材料的潛在候選者。
最近，北京科技大學等機構的研究人員從聚合物多重結構（包括短程結構、遠程結構和高階結構）的角度闡述了提高PI介電材料儲能性能的設計策略。深入討論了強極性基團的引入、不同分子鏈段結構的調控技術以及全有機PI的共混方法。還介紹了高溫儲能PI介電材料中計算仿真方法的發展。最后總結了采用PI作為高溫儲能介電材料面臨的關鍵問題。該項工作為未來高溫儲能介質材料的發展和實際應用提供了參考。該綜述文章以“High-temperature energy storage polyimide dielectric materials: polymer multiple-structure design”發表于Materials Today Energy上。
圖4. 聚酰亞胺基介電電容器結構設計示意圖
論文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.mtener.2022.101217
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熱管理材料
1、Small Structures：氮化硼納米管在Al基活性催化劑上的生長及其在熱管理中的應用
有效識別活性催化相對于研究氮化硼納米管（boron nitride nanotube，BNNT）的生長機理并實現其合成可控至關重要。然而，由于在BNNT生長過程中化學反應的復雜性，并且缺乏高溫（1100-1300 ℃）下的原位表征技術，因此確定BNNT生長過程中真正的催化劑十分具有挑戰性。
近期，南京大學等科研機構的研究人員深入分析了基于化學氣相沉積法（CVD）的在鋁（Al）基催化劑上的BNNT生長過程。研究發現，在BNNT生長之前，初始 Al2O3納米顆粒催化劑前驅體轉化為Al-B相。根據BNNT成核分子動力學模擬，發現真正的活性催化相為AlBx（x=1.5-2）。驗證實驗表明，AlB2是BNNT生長過程中的活性Al基催化劑。另外，由纖維素納米晶（cellulose nanocrystal，CNC）和純化的BNNT（20wt%）制備的納米復合材料表現出13.33 W m?1K?1的高面內導熱系數，并將該納米復合薄膜用于發光二極管芯片的散熱，表現出優異的導熱性。因此，該項工作為高質量BNNT的可控合成提供了指導，并促進了BNNT在熱界面材料中的進一步應用。該研究以“Growth of Boron Nitride Nanotube Over Al-Based Active Catalyst and its Application in Thermal Management”發表在Small Structures上。
圖5. CNC和CNC/20%BNNT納米復合薄膜的面內和面外熱導率
論文鏈接：
https://doi.org/10.1002/sstr.202200282
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電磁屏蔽材料
1、J. Mater. Sci. Technol.：多功能聚合物基電磁屏蔽復合材料的研究進展
空間中有害的電磁輻射嚴重干擾了電子設備的正常功能，對人類健康也構成了嚴重威脅。近年來，電磁屏蔽材料已從傳統的單功能逐漸轉向多功能方向發展，以適應復雜多樣的應用場景，滿足日益增長的應用需求。
近期，四川大學的研究人員發表綜述文章，詳細介紹了聚合物基電磁屏蔽材料的研究現狀和未來面臨的技術挑戰。首先，文章概述了電磁干擾（EMI）屏蔽的基本理論、影響因素以及主要的電磁屏蔽性能表征技術。并且對七種多功能電磁屏蔽材料的結構、制備方法和具體功能進行了詳細分析。基于分析的結果，指出了開發多功能聚合物基電磁屏蔽材料的關鍵科學技術問題與主要挑戰。該項工作為多功能電磁屏蔽材料的開發提供了參考思路，鼓勵了更多關于該領域的研究，以滿足下一代電子系統對多功能材料日益增長的需求。該綜述文章以“Recent progress on multifunctional electromagnetic interference shielding polymer composites”發表于J. Mater. Sci. Technol.上。
圖6. 多功能電磁屏蔽材料功能簡介
論文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.jmst.2022.06.031
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熱電材料
1、Nature Communications：用于高性能半休氏勒熱電器件的熱穩定和歐姆接觸界面
熱電（Thermoelectric，TE）技術通過利用塞貝克效應，將低品位熱能回收并直接轉化為電能，并避免了移動部件和排放問題，是一種環保的解決方案。要將該技術推廣到實際工業應用中，關鍵是提高TE器件的能量轉換效率（η）。然而，半休氏勒（Half-Heusler）器件中不良的電極鍵合會導致熱損傷和巨大的效率損失，從而限制了其在高溫場景下的實際應用。
近期，中國科學院上海硅酸鹽研究所與深圳先進電子材料國際創新研究院等科研機構合作，通過一種熱力學策略來篩選阻擋層元素，成功開發出了一種可行的解決方案以提高高溫Half-Heusler熱電器件的能量轉換效率。實驗發現，VIIB族元素與Half-Heusler之間的界面反應能幾乎為0，并且該界面在1073 K時具有很高的熱穩定性，使模塊能夠在高達1100 K的高溫下穩定工作，釋放Half-Heusler的峰值性能。同時Half-Heusler與Cr金屬之間形成的非共格無序界面消除了半導體-金屬間的肖特基勢壘，從而實現了理想的歐姆接觸。通過該策略，可將Half-Heusler單級和Half-Heusler/Bi2Te3分段模塊的能量轉換效率分別提高11.1%和13.3%，這也為其他電子器件的封裝互連設計提供了啟示。該項研究以“Thermal-inert and ohmic-contact interface for high performance half-Heusler based thermoelectric generator”發表于Nature Communications上。深圳先進電子材料國際創新研究院劉睿恒研究員為該論文的第一作者。
圖7. 基于Half-Heusler的單級、分段模塊及其他新型TE模塊的最大η值比較
論文鏈接：
https://doi.org/10.1038/s41467-022-35290-6