[发明专利]一种膏状导热吸波电磁材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种膏状导热吸波电磁材料及其制备方法。

背景技术

随着集成化程度的提高，电子设备越来越轻薄，功能和性能也越来越强大，但散热问题和电磁干扰问题也随之而来。散热问题和电磁干扰问题可能发生在电子设备的任何部位，轻则影响设备的工作性能，重则导致设备死机或损坏。一些具备数字控制/功率放大功能的芯片发热量很大，通常需要采用导热垫片将热量有效地导出或传导至散热模组，保证芯片不至过热。然而，导热垫片只能解决散热问题，并不能解决EMI/RFI干扰问题，且由于导热垫片已经占据了厚度空间，并没有多余的厚度空间来设置吸波材料。即使有空间贴合吸波材料，也会存在以下缺点：1)占用机构空间；2)两种材料导热系数不一样，界面热阻大，贴合在一起无法达到良好散热效果；3)两种材料一起使用，成本增加；4)无论是导热片材还是吸波片材均无法在狭小的空间使用。

目前，研究人员已经开发出兼具导热和吸波功能的复合材料，但均存在不足，例如：CN 104559131 A公开了一种高导热吸波散热复合材料，该复合材料为固态片材结构，无法在元器件狭小的空间使用，且其导热系数和磁导率低，导热和吸波效能不佳；CN 204168707 U公开了一种自粘性高导热吸波材料，该材料为固态片材结构，无法在元器件狭小的空间使用，其导热系数和磁导率低，导热和吸波效能不佳，且其吸波层设置在外层，无法直接跟电子元器件接触，吸收电磁干扰的效能差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种膏状导热吸波电磁材料及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种膏状导热吸波电磁材料，由以下质量百分含量的原料组成：

硅油：10％～30％；

绝缘导热粒子：5％～20％；

电磁吸收剂：50％～70％；

助剂：1％～10％。

所述的硅油为二甲基硅油、氨基硅油、苯基硅油、乙烯基硅油、羟基硅油、甲基长链烷基硅油中的至少一种。

所述的硅油在25℃时粘度为500～15000cps。

所述的绝缘导热粒子为MgO粉末、AlN粉末、SiC粉末、B₄C₃粉末中的至少一种。

所述的绝缘导热粒子的中位粒径D₅₀为1～5μm。

所述的电磁吸收剂为坡莫合金粉末、超坡莫合金粉末、Fe-Si-Al-Ni合金粉末、Fe-Si-Cr合金粉末、Fe-Co合金粉末、Fe-Si合金粉末、Fe-Cr合金粉末、Fe-Si-Al-Cr合金粉末、硅铜合金粉末、Fe-Cu-Nb-Si-B合金粉末、Fe-Si-Cr-Ni合金粉末中的至少一种。

所述的电磁吸收剂呈片状，中位粒径D₅₀为30～60μm。

所述的助剂为分散剂、增稠剂、稳定剂、阻燃剂、偶联剂、阻聚剂、降粘剂、抗氧化剂中的至少一种。

上述膏状导热吸波电磁材料的制备方法包括以下步骤：

1)将绝缘导热粒子、电磁吸收剂和助剂加入溶剂中，混合均匀，70～90℃恒温反应1～10h，过滤除去溶剂，对过滤得到的固体进行洗涤、干燥，得到导热吸波混合粉体；

2)将硅油和导热吸波混合粉体混合均匀，得到膏料；

3)将膏料研磨分散，进行致密化和脱泡，得到脱泡膏料；

4)将脱泡膏料在真空状态下搅拌3～8h，得到膏状导热吸波电磁材料。

步骤1)所述的溶剂为甲苯、二甲苯、乙醇、异丙醇、戊烷、己烷、辛烷、乙醚、环氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、丙酮、3-甲基-2-丁酮、甲基异丁酮中的至少一种。

步骤1)所述的电磁吸收剂、溶剂的质量比为1：(0.8～1.5)。

本发明的有益效果是：本发明的膏状导热吸波电磁材料的界面润湿性好、界面热阻小、导热效率高、散热快、磁导率高、吸波效果好、制备方法简单、成本较低。

1)硅油的电绝缘性能和导热性能优异，界面润湿性能良好，游离度低，耐高低温、水和臭氧，耐气候老化，且可以在-50℃～230℃下长期保持脂膏状态；

2)绝缘导热粒子的导热性能优异、绝缘性能好，在膏状导热吸波电磁材料中可以起到很好的绝缘和导热作用；

3)电磁吸收剂可以显著改善膏状导热吸波电磁材料的吸波效能，还可以提高其导热系数以及降低其热阻。

具体实施方式

一种膏状导热吸波电磁材料，由以下质量百分含量的原料组成：

硅油：10％～30％；