[发明专利]一种低成本高导热率填充型散热材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及低成本散热材料及其制造技术，尤其涉及高热量电子元器件散热材料设计和制造技术。

背景技术

随着技术发展和要求的提高，电子、电气零件如IC芯片、电磁感应器、高频变压器、光源驱动器等的功率越来越大，运行中所散发的热量也越来越多，也就是越来越接近相关材料，尤其是功能材料所能承受的极限。只有大量应用高效散热材料来替代原来单薄的塑胶及合金部件，才有可能进一步提高元器件的功率，制造出功能更强大的元件和设备。否则，电子工业将会因为散热问题而触及天花板。

金属散热材料虽然导热性能十分优异，但是电子元器件的绝缘性要求，使金属材料应用受到极大限制。这种情况下，开发绝缘散热材料就很关键。原有的绝缘散热材料集中于金刚石、氮化硼等等昂贵的材料上，其产量很低，成本高昂，根本无法满足实际的需求。从另一方面将，材料的性能不足，可以在结构设计方面加以弥补，这就给低成本散热材料很大的市场空间。

以树脂为基础材料的散热材料得到大量的应用。而散热填料氧化铝和二氧化硅需求巨大，我国因为巨大的二氧化硅需求，大量矿山被开采，河道被挖掘，环境受到极大破坏，所生产的填料成本高昂。而另一方面，我国每年产生1000万吨各种陶瓷废料亟待处理，仅在佛山地区的废料量就达400万吨，目前的利用率仅有3％左右，存在着巨大的浪费，也带来了环保问题。作为散热填料从技术上来说，陶瓷粉同样完全可以解决材料使用问题。开发散热填料级陶瓷粉意义重大，同时解决了成本问题。

发明内容

本发明的目的是解决激光切割过程中受体，尤其是硅基产品的低成本、高效率保护问题，所提供的低成本高导热率填充型散热材料及其制造方法可以有效保护晶圆激光切割过程中的熔溅对于硅表面的损伤。

为实现上述目的，本发明提供了一种低成本高导热率填充型散热材料及其制造方法，其特征在于，将各组分重量比为树脂：1～50％；低成本填料：30～90％各组分重量百分比之和为百分之百的材料采用混合的方法进行加工制造。

在本发明中，所述的低成本高导热率填充型散热材料及其制造方法，其中，所述树脂为环氧、有机硅、酚醛、丙烯酸酯、聚氨酯、聚醚、聚脲、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、尼龙、橡胶树脂及其单体及其任一比例混合物。

在本发明中，所述的低成本高导热率填充型散热材料及其制造方法，其中，所述低成本填料可以为任一低成本来源陶瓷所制备的粒状、粉状、块状物及其混合物。

在本发明中，所述的低成本高导热率填充型散热材料及其制造方法，其中，所述混合方法为常温、低温、高温下将物料采用人工、机械、物理、化学的方法将物料混合的工艺。

关键技术和创新点

1、主要采用低成本的陶瓷散热材料替代金刚石、氮化硼等昂贵的散热材料。

2、采用树脂技术改善散热材料的性能。

3、采用助剂技术和制造技术提高材料的综合性能。

技术指标、

(1)导热率高于2W/mK；

(2)冲击强度高于10KJ/M²；

(3)介电常数高于10⁶HZ。

实施例1

导热率为2W/MK的环氧基散热材料

1)取100g环氧树脂E51，加热至60度。

2)加入活性稀释剂GP6020g。

3)加入陶瓷粉1kg，进行真空捏合。

4)加入固化剂双氰胺20g，继续捏合。

5)将粘稠膏状物压模成型，经180度20小时固化处理，得到导热率为2W/MK的散热模块。

实施例2

导热率为2.3W/MK的有机硅基散热材料

1)取100g粘度为1000CP的乙烯基硅油。

2)加入4％含氢硅油25g。

3)加入陶瓷粉1kg，进行真空捏合。

4)加入铂金固化剂双氰胺0.1g，抑制剂2g继续捏合。

5)将粘稠膏状物浇注到散热部件，经120度2小时固化处理，得到导热率为2.3W/MK的散热模块。

实施例3

导热率为4.5W/MK的有机硅基散热材料

1)取100g粘度为1000CP的乙烯基硅油。

2)加入4％含氢硅油25g。

3)加入陶瓷粉2kg，进行真空捏合。

4)加入铂金固化剂双氰胺0.1g，抑制剂2g继续捏合。

5)将粘稠膏状物压模成型，经180度2小时固化处理，得到导热率为4.5W/MK的散热模 块。