[发明专利]一种导热绝缘材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于绝缘材料领域，具体涉及一种导热绝缘材料的制备方法。

背景技术

导热绝缘材料是一种常用的功能材料，通常以陶瓷、塑料、橡胶、胶粘剂、涂料等形式广泛应用于微电子封装、电机、汽车、特种电缆等领域。近年来，随着半导体器件集成工艺的迅速发展，半导体器件的集成化程度越来越高，设计工程师都力求在更小的面积上安装更多的半导体器件，以实现仪器设备的小型化。为保证这些高度集成的半导体器件能够稳定运行，各个电子元器件所产生的热量必须有效、及时的传递到周围环境中去。通常的方法是在集成了半导体器件的电子元器件表面安装铜、铝等高导热率的金属散热器，增大散热面积。然而，电子元器件和散热器的表面不能是绝对平整，两者接触时不可避免的产生空气隙，空气隙的存在使得散热效率大大降低。因此，为了让散热片与发热的器件表面更好的结合，使散热效果更好，需要在散热器和电子元器件之间填充能够导热的材料。普通的导热硅脂和相变材料具有很好的导热效果，但是电绝缘性比较差，柔软的导热填隙材料虽然具有一定的电绝缘性，但是不能用于那些需要很高绝缘的场合，并且这类材料只适合于压力较低的应用，不能胜任像大功率电源，汽车等领域。因此一种既导热又绝缘的高导热绝缘材料可以很好的解决在要求高绝缘条件下的导热问题，导热绝缘材料可以有效地连接器件和散热器，提供导热通道以降低热阻，并且良好的电气绝缘性能可以保证器件的正常运转。目前的导热绝缘材料一般可以分为：无机非金属导热绝缘材料：通常金属(如Au、 Ag.Cu.Al、Mg等)均具有较高的导热性，但均为导体，所以无法用作绝缘材料，而部分无机非金属材料，如金属氧化物Al₂O₃、MgO、ZnO、NiO，金属氮化物AIN、Si₃N₄、BN等，以及SiC等陶瓷则可以作为绝缘材料；聚合物基导热绝缘材料：由于聚合物材料具有优良的电气绝缘性能、耐腐蚀性能、力学性能、易加工性等，因此人们逐步用聚合物材料代替传统电气绝缘材料，但大多数聚合物材料的热导率很低，无法直接用作导热材料，因此需要通过加入导热性物质，使其成为导热绝缘材料。如今常规应用的导热绝缘材料是完全固化的硅树脂复合材料，其一般是采用硅树脂为基材，以氧化铝、氮化铝、氧化锌等导热绝缘的陶瓷颗粒作为填充剂，虽然有一定效果，但是，在实际使用过程中还是存在着一定问题。由于固化完全的硅树脂表面不具有粘性，在使用过程中，在将绝缘材料安装到散热器或器件的过程中容易滑落移位，尤其是在垂直的平面上进行操作时。为了使得材料表面具有粘性，目前常用的方法是将双面胶带附在导热绝缘片的表面，使得导热绝缘材料表面具有一定的粘性。但是该方法带来很多弊端，一方面，导热绝缘材料表面能很低，胶带不能直接粘贴在表面，需要昂贵的硅胶带或者经过额外的电晕等对导热绝缘材料进行处理来提高材料表面能，然后再用胶带粘贴在表面。采用硅胶带无疑增加了成本，而电晕过程又很容易对材料性能尤其是绝缘性能产生破坏。另一方面，双面胶带的导热性很低，使得导热绝缘材料整体的导热效果下降。因此制备出一种高导热绝缘材料刻不容缓。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前为了使得材料表面具有粘性，常用的方法是将双面胶带附在导热绝缘片的表面，但双面胶带的导热性很低，导致导热绝缘材料整体的导热效果下降的问题，提供一种导热绝缘材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种导热绝缘材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：

（1）将硅橡胶放入容器中，加热，待温度升温至110~120℃时，向容器中加入硅橡胶质量10~15%的表面活性剂，搅拌20~30min，保温3~4h，得搅拌物；

（2）按重量份数计，取50~80份醋酸乙烯酯、40~60份丙酮溶液、3~4份2,5-二甲基-2,5-双已烷、1~2份双硫代苯甲酸估基酯进行反应，反应温度为30~60℃，时间1~2h，得反应物，按质量比10~15：8~10：5~6：1~2，将反应物、搅拌物、甲醇、氢氧化钠进行混合，加热至35~45℃，30~45min后冷却，得冷却物；

（3）按重量份数计，取12~15份氧化铝、5~10份氧化镁、3~4份偶联剂、2~4

份碳化硅、1~2份脂肪酸酰胺进行加热搅拌，得加热搅拌物；

（4）按质量比7~8：3~4，将冷却物、加热搅拌物进行混合，在真空条件下加热

搅拌，冷却至室温，固化，收集固化物，即得导热绝缘材料。

所述步骤（1）中表面活性剂为 十二烷基硫酸钠、聚乙二醇其中的任意一种。