[发明专利]一种高导热陶瓷高分子复合材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种高导热陶瓷高分子复合材料的制备方法，所述的制备方法为，刚玉型氧化铝颗粒、氮化硼微片与聚苯硫醚树脂塑化成型，得到高导热陶瓷高分子复合材料的绝缘板材。本申请采用了具有高松装密度的刚玉型氧化铝颗粒和氮化硼微片作为骨干材料，以聚苯硫醚作为粘合剂，采用超高压成型工艺热压形成的陶瓷复合材料，其填充密度高达95％以上，不规则结构的刚玉砂互相挤压咬合形成连续结构，同时分散于刚玉型氧化铝颗粒周围的氮化硼微片作为颗粒之间的连接点和声子传导通道，使得整个体系的刚性结构互相贯通，从而使得材料的导热性能大大提升。

技术领域

本发明涉及新材料领域，具体涉及一种高导热陶瓷高分子复合材料的制备方法。

背景技术

本部分的描述仅提供与本发明公开相关的背景信息，而不构成现有技术。

印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)作为现代电子工业的一种基础而重要的部件，广泛应用在几乎所有的电子设备中。

目前印制电路板主要采用刻蚀法制备，主要原理是采用覆铜板为原材料，通过使用氧化性刻蚀液，在光敏性树脂保护下，根据电路设计图纸的要求将不需要的部分的铜箔刻蚀除去，形成基础电路。多重这样的电路叠加，通过热压的方式使环氧材料的基板互相叠合在一起成为多层板，然后进行一系列的化学物理处理，并焊接元器件，从而形成具有功能的电路板。

随着技术进步和使用环境的进一步拓展，更多和更大的功率元件被不断的集成到电路板中，从而达到提高生产效率，降低设备体积和维护成本等目标。

但是随着电路板上功率不断增大，电子元器件的发热也不断上升，从而对电路板基材的耐热，导热等要求也不断提升。

目前应对高导热和高散热的方式主要是使用新的材料替代传统上导热率较低的玻纤环氧板，如陶瓷、铝基板等。

陶瓷是绝缘材料中导热率较高的一类，具有比玻纤板材高几个数量级的热导率和高达一千度以上的使用温度。但同时陶瓷板也面临着成本高、敷铜难度大、脆性大、难加工等问题，导致其只能应用在小面积的特殊领域。

铝基板是目前功率板中使用较多的类型，是在聚合物板背面贴装铝板，从而提高整板的散热效率。但铝基板也存在只能单面贴装，工艺较为复杂，其高分子层的耐热温度和耐击穿强度也受到材料限制等问题。

也有厂商提供其他类型的高导热板材，如美国厂商罗杰斯(Rogers)等，采用高填充比例的陶瓷粉末，改善传统的玻纤-环氧板，使得其牌号为92ML的覆铜板能够提供2-3W/m-K的导热率，较之FR-4玻纤板有6-10倍提升，但相较于陶瓷材料仍旧低1-2个数量级。

提高陶瓷粉末比例，虽然能够提高材料的导热率，但同时也会严重降低材料的力学性能，导致材料的不可用。

为了进一步提高陶瓷复合材料的导热率，提高填料比例是较为理想的方案，但高填料比使得树脂流动性下降，难以完全填充材料的空隙，造成空隙、裂缝等缺陷，从而劣化材料的力学性能。与此同时，低树脂含量也使得作为粘结材料的高分子产生薄弱，造成裂纹容易发展，形成脆性断裂。