[发明专利]一种环氧结构胶及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种环氧结构胶及其制备方法和应用。该环氧结构胶的原料组成包括：50％‑90％的环氧树脂，2％‑10％的催化剂，0.01％‑0.05％的消泡剂，2％‑7％的白炭黑，10‑50％的填料和0.3％‑0.7％的炭黑；环氧树脂包括有机硅改性环氧树脂、双酚F环氧树脂和烷基改性增韧环氧树脂。本发明还提供了上述结构胶的制备方法，该环氧结构胶具有较高的伸长率，粘接力，耐温耐湿性强，可以用于封装粘接器件。

技术领域

本发明涉及一种结构胶，尤其涉及一种具有高伸长率和粘接力的环氧结构胶，属于环氧树脂材料技术领域。

背景技术

根据摩尔定律，每间隔18个月芯片上的晶体管数量就会翻倍，这使得微型芯片被大量的开发出来。单位面积运算效率的提升必定伴随着热量消散的更高要求，这样才能维持性能的稳定性。利用金属后盖，将芯片产生的热量散发出去是目前业界非常成熟有效的途径，如图1所示。热界面材料(TIM)是连接芯片和散热顶盖而保证热量散发出去的关键，它可以是有机硅类的导热胶，也可以是铟焊料类的固体。不论TIM选用导热胶还是金属，倒装芯片、散热金属顶盖这三者之间热膨胀系数一定是不同的，而TIM在倒装芯片和散热金属顶盖维持完全接触才是维持散热的关键，也是整个芯片运算性能维持稳定的关键。

TIM不论是金属还是导热胶，其本身的粘接性远不足以维持整个结构稳定性。所以在散热金属后盖边框和有机基板之间需要使用结构胶来保证整个结构的稳定性，让整个系统能够可靠且持久耐用。由于散热金属后盖和有机基本之间的热膨胀系数相差非常大，并且TIM在实际的应用中会在芯片和金属后盖上产生非常大的内应力，这些都会大大增加整个散热体系失效的发生。这对在此应用的结构胶提出更综合的要求：高粘接力维持结构的稳定性，高伸长率来平衡热膨胀系数的差距以及TIM使用产生的内应力，耐高温高湿能力来提高耐久性等等。但是目前有机硅体系的粘接力不够，而丙烯酸的耐高温高湿的能力又偏弱，传统的环氧没法做到高伸长率。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种同时具有高粘接力、高伸长率以及耐高温高湿的环氧结构胶。

本发明的又一目的在于提供上述结构胶的制备方法。

为了实现上述任一技术目的，本发明首先提供了一种环氧结构胶，该环氧结构胶的原料组成包括：50％-90％的环氧树脂，2％-10％的催化剂，0.01％-0.05％的消泡剂，2％-7％的白炭黑，10-50％的填料和0.3％-0.7％的炭黑；环氧结构胶中各原料组成的质量百分比之和为100％；

其中，环氧树脂包括有机硅改性环氧树脂、双酚F环氧树脂和烷基改性增韧环氧树脂。

在本发明的一具体实施方式中，有机硅改性环氧树脂具有如下结构式：

其中，n为1-3的整数。

在本发明的一具体实施方式中，烷基改性增韧环氧树脂具有如下结构式：

其中，n为6-8的整数。

在本发明的一具体实施方式中，环氧树脂包括质量比为1-5:80:1-15的有机硅改性环氧树脂、烷基改性增韧环氧树脂和双酚F环氧树脂。

在本发明的一具体实施方式中，该环氧结构胶的原料组成包括：60％-80％的环氧树脂，3％-5％的催化剂，0.01％-0.03％的消泡剂，2％-5％的白炭黑，10-20％的填料和0.3％-0.5％的炭黑；环氧结构胶中各原料组成的质量百分比之和为100％。

在本发明的一具体实施方式中，双酚F环氧树脂为F1750型环氧树脂。

在本发明的一具体实施方式中，催化剂为1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑。

在本发明的一具体实施方式中，消泡剂为KSZ-66。