[发明专利]导热粘结材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种导热粘结材料及其制备方法。

背景技术

随着微电子及集成电路迅速发展，电子器件向着高频率、高组装密度及小尺寸方向不断推进，尤其是最近几年对大功率电子产品的需求迫切，散热已成为影响电子器件可靠性和使用寿命的关键因素，散热问题已为电子元件小型化进程重要障碍，热传输和热耗散性能已是封装水平高低的重要考核指标。目前，导热粘结材料已成为解决散热问题的必备手段之一，特别是在电子封装领域，绝缘型环氧基导热胶粘结材料已被广泛采用，受到高度重视。

传统的导热粘结材料的热导率大多数都在2.0W/(m.K)以下，已不能满足实际大功率、高度集成电子产品发展需要。

一般可以通过添加无机导热颗粒来增加导热粘结材料的热导率。导热粘结材料的添加量较少时，存在无机导热颗粒彼此间未形成接触和相互作用的状态，既未能形成导热通路，导热粘结材料的导热性提高不大。随着无机导热颗粒的添加量的增加，无机导热颗粒间形成接触或相互作用，导热粘结材料内就会形成类似网状或链状结构形态，导热性能提高很快热阻就会减少，热导率就会增大。但是当无机导热颗粒增加到一定程度，导热粘结材料会因为无机导热颗粒过多使无机导热颗粒间的有机层被撕裂。而这种状态下的导热粘结材料的机械力学性能远远不能满足要求。

发明内容

基于此，有必要提供一种热导率较高且机械性能较好的导热粘结材料及其制备方法。

一种导热粘结材料，由组分A和组分B混合后固化形成；

所述组分A按照质量比例包括100份的环氧树脂、20份~30份的活性稀释剂、30份~50份的改性无机导热材料以及10份~15份的有机溶剂；其中，所述改性无机导热材料为偶联剂吸附在无机导热颗粒表面形成；

所述组分B包括固化剂和所述有机溶剂。

在一个实施例中，所述环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂和脂环族类环氧树脂中的至少一种。

在一个实施例中，所述活性稀释剂为环氧基己二醇二缩水甘油醚、环氧基乙二醇缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚和丁基缩水甘油醚中的至少一种。

在一个实施例中，所述无机导热颗粒包括Al₂O₃、AlN、Si₃N₄和导热石墨粉。

在一个实施例中，所述Al₂O₃的粒径为0.5μm~6μm，所述AlN的粒径为1μm~5μm，所述Si₃N₄的粒径为0.5μm~4μm，所述导热石墨粉的粒径为10μm~15μm。

在一个实施例中，所述偶联剂为γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷、γ-（2,3）环氧(丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、四异丙基二(亚磷酸二辛酯)钛酸酯、乙烯基三(b-甲氧基乙氧基)硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种。

在一个实施例中，所述B组分按照质量比例包括30份~45份的所述固化剂和10份~15份的所述有机溶剂；

所述固化剂为低分子聚酰胺、改性多元胺或苯酐。

在一个实施例中，所述组分A还包括4份~6份的增韧剂。

在一个实施例中，所述组分A还包括0.6份~1.5份的固化促进剂、紫外线吸收剂、耐黄变剂和抗氧化剂中的至少一种。

一种导热粘结材料的制备方法，包括如下步骤：

按照质量分数将0.3份~1.5份的偶联剂溶解于醇水混合液中配制成浓度为3mg/mL~15mg/mL的醇水溶液，按照质量分数将30份~50份的无机导热颗粒分散在水中得到浓度为150mg/mL~300mg/mL的悬浮液，在50℃~70℃将所述醇水溶液和所述悬浮液混合1.5h~3h后取出干燥，所述偶联剂吸附在无机导热颗粒表面，得到改性无机导热材料；

按照质量分数在55℃~65℃下将100份的环氧树脂、20份~30份的活性稀释剂和30份~50份的所述改性无机导热材料混匀，得到中间产物，接着在室温下向所述中间产物加入10份~15份的有机溶剂，混匀后研磨并进行真空脱气泡处理，得到组分A；

按照质量分数在室温下将30份~45份的固化剂分散到10份~15份的所述有机溶剂中，得到组分B；以及

将所述组分A和所述组分B混合后固化形成所述导热粘结材料。