In this study, we developed highly thermally conductive composites using boron nitride (BN) and graphene oxide (GO) hybrid fillers. By employing a simultaneous grafting procedure involving poly(catechol/polyamine) (PCPA) and silane fillers, we enhanced the thermal and mechanical properties of an epoxy polymer. Surface treatments with (3-glycidyloxypropyl)trimethoxysilane (GPTMS), polycatechol, and tetraethylenepentamine minimized filler aggregation within the resin matrix. The resulting surface-treated hybrid composite exhibited a remarkable 2252% increase in thermal conductivity (4.83 Wm^-1K^-1) compared to the base matrix. This improvement was achieved by incorporating 50 wt% surface-treated BN, 5 wt% surface-treated GO, and PCPA and GPTMS treatments. In contrast, composites containing raw fillers demonstrated lower thermal conductivity (3.37 Wm^-1K^-1). The surface-treated filler-contained composites also showed superior mechanical properties. The advantages of this surface treatment, combined with the straightforward thermal curing procedure involving PCPA and GPTMS, offer a convenient and rapid solution for heat dissipation challenges in electronic packaging materials.

본 연구에서는 붕화붕소(BN) 및 그래핀 산화물(GO) 하이브리드 필러를 사용하여 고열전도성 복합체를 개발하였다. 폴리(카테콜/폴리아민)(PCPA) 및 실란 필러를 동시 그래프팅하는 절차를 채택하여 에폭시 중합체의 열 및 기계적 특성을 향상시켰다. (3-글리시디록시프로필)트리메톡시실란(GPTMS), 폴리카테콜 및 테트라에틸렌펜타민을 사용한 표면 처리는 수지 매트릭스 내 필러 응집을 최소화했다. 결과물로 나온 표면 처리된 하이브리드 복합체는 기본 매트릭스와 비교하여 열 전도도가 놀라운 2252% 증가한 것으로 나타났다(4.83 Wm^-1K^-1). 이 향상은 50 wt% 표면 처리된 BN, 5 wt% 표면 처리된 GO, 그리고 PCPA 및 GPTMS 처리를 포함하여 구현되었다. 반면, 날 것의 필러를 함유하는 복합체는 열 전도도가 낮았다(3.37 Wm^-1K^-1). 표면 처리된 필러 함유 복합체는 또한 우수한 기계적 특성을 나타냈다. 이러한 표면 처리의 장점과 PCPA 및 GPTMS를 이용한 간편한 열 가공 절차는 전자 패키지 재료의 열 분산 문제에 대한 편리하고 신속한 해결책을 제공한다.

Keywords: thermal conductivity, mechanical property, surface treatment