[发明专利]具有导热与电磁屏蔽性能的电子封装材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有导热与电磁屏蔽性能的电子封装材料及其制备方法，属于电子封装材料技术领域。所述电子封装材料的微观结构呈连续网络状，该微观结构由粒径范围在100nm‑20μm的聚合物基复合微球和包覆在聚合物基复合微球上的导热绝缘填料组成，所述聚合物基复合微球由聚合物树脂和改性导热导电填料组成。该材料的制备方法以有机溶液为溶剂，通过相分离法制备了改性导热导电填料均匀分布的聚合物基复合微球，然后导热绝缘填料和该微球均匀混合，通过热压成型方法获得了连续网络结构的电子封装材料。本发明设计的新型电子封装材料，在保持电绝缘的基础上，同步实现了优异的导热与电磁屏蔽性能，并且工艺路线简单，成本低廉，易大批量生产。

技术领域

本发明属于电子封装材料技术领域，尤其涉及一种导热与抗电磁干扰的复合材料及其制备方法。

背景技术

随着晶体管技术的发展，电子器件要求体积更小，质量更轻，速度更快，因此，电子芯片的封装呈现高功率密度趋势。高集成度的电子芯片，在工作中不可避免地产生大量的热量，如果热量不及时排除将会使得器件的稳定性下降甚至寿命缩短。与此同时，密集的电子芯片也是产生电磁辐射的元器件，电磁辐射会导致器件之间的信号干扰和信息泄露问题。尤其随着5G信息技术的快速发展，电子器件的处理效率进一步提升，芯片尺寸进一步的下降，内部器件更加紧凑，需进一步提高器件的散热能力，器件的天线、射频前端在速率和频段显著提升对电磁屏蔽提出了更高的要求。因此，兼具有良好的导热和电磁屏蔽性能是未来电子封装材料发展的趋势。

聚合物由于其成本低、质量轻、优异的耐化学腐蚀和良好的电绝缘性而广泛应用于电子封装材料，但是聚合物的本体是热绝缘的，无法直接应用。通常将陶瓷材料或碳材料添加入聚合物中，聚合物基质中形成的连续导热路径可以提高复合物的热导率。构建连续的导热路径一般需要大量的填料，这将使得复合物的加工变的困难且产品的机械性能下降。一方面，高导热的陶瓷材料本身是绝缘的，无法满足器件对电磁屏蔽性能的需求。另一方面，碳材料的导电性无法满足器件的绝缘要求。因此，如何兼具导热、绝缘和电磁屏蔽性能是该领域具有挑战性的技术之一。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种具有导热与电磁屏蔽性能的聚合物基电子封装材料。

本发明要解决的另一个技术问题为提供一种同时具有导热与电磁屏蔽性能的聚合物基电子封装材料的制备方法。

为了解决本发明的技术问题，所采取的技术方案为，一种具有导热与电磁屏蔽性能的电子封装材料，所述电子封装材料的微观结构呈连续网络状，由粒径范围在100nm-20μm的聚合物基复合微球和包覆在聚合物基复合微球上的导热绝缘填料复合而成，所述聚合物基复合微球由聚合物树脂和改性导热导电填料组成，所述聚合物树脂、改性导热导电填料和导热绝缘填料的质量比为100:(1-20):(2-40)。

作为一种具有导热与电磁屏蔽性能的电子封装材料进一步的改进：

优选的，所述聚合物树脂为环氧树脂、聚酰亚胺、聚苯乙烯中的任意一种。

优选的，所述导热导电填料为单层石墨烯、少层石墨烯、石墨烯纳米片、碳纤维、金属粉末、低熔点金属合金中的任意一种或两种。

优选的，所述导热绝缘填料为氮化硼、氮化硅、氮化铝、氧化铝、四氧化三铁中的任意一种或两种。

为解决本发明的另一个技术问题，所采取的技术方案为一种具有导热与电磁屏蔽性能的电子封装材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备改性导热导电填料：称取相同质量份的1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐和导热导电填料于研钵中，室温下充分混合，制得改性导热导电填料；