[发明专利]一种耐高温氰酸酯绝缘导热胶及其制备方法

说明书

本发明涉及一种耐高温氰酸酯绝缘导热胶及其制备方法，该绝缘导热胶包括以下质量份组分：氰酸酯树脂50‑80份，导热填料20‑50份，固化剂0.01‑2份，稀释剂0‑10份，增韧剂1‑6份，助粘剂0‑5份，流平剂0‑2，其制备方法包括以下步骤：(1)按质量份，将导热填料分散到低沸点溶剂中，过滤并烘干，得到物料A；(2)按质量份，将固化剂、稀释剂、增韧剂、助粘剂和流平剂添加到氰酸酯树脂中混合均匀，得到混合物料B；(3)将物料A和混合物料B混合后，真空混合脱泡，得到耐高温氰酸酯绝缘导热胶。与现有技术相比，本发明具有高温下不易分解，固化过程不产生额外副产物，导热填料含量高，保存、使用寿命长久等优点。

技术领域

本发明涉及电子封装技术领域，具体涉及一种耐高温氰酸酯绝缘导热胶及其制备方法。

背景技术

导热胶通常由各种树脂基体和导热填料组成。常用的导热胶高分子基体有环氧树脂(例如：CN201811224166.6、CN202011174106.5)、酚醛树脂(例如：CN201811038353.5)、聚氨酯(例如：CN201910537580.0)、有机硅树脂(例如：CN201911010495.5、CN201510815320.7)等，能够满足常规情况的导热和耐温需求。但在高性能芯片封装时，需要对管壳进行钎焊密封，焊接温度常超过300℃，这对封装管壳内的导电胶粘剂提出了新的要求。由于高温下的老化或分解，上述高分子基体制备的导电胶的使用温度一般不超过200℃。因此，选择新型高分子基体材料，开发耐300℃以上高温电子封装用导热胶具有重要意义。

氰酸酯简单复配的导热胶由于树脂基体粘度大，导热填料含量通常较低，影响了导热胶的导热性能，需要优化导热胶的复配体系，改善导热胶的操作性和使用性能。

此外，虽然已经有专利公布了使用氰酸酯制备导热复合材料的方法(例如：CN107663373B、CN110452534A、CN106046783B、CN108264765B)，但此类专利均为利用固化后的导热材料，与本发明的粘接用途的导热胶有本质区别，通常意义的氰酸酯导热复合材料不能满足胶粘剂所需的粘度和粘接性能需求。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高温下不易分解，固化过程不产生额外副产物，导热填料含量高，保存、使用寿命长久的耐高温氰酸酯绝缘导热胶及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

发明人了解到，氰酸酯单体是含有氰酸根官能团O-CN的双酚衍生物，在适当的催化剂体系中加热后，单体结合形成含有热稳定的三嗪环的三维网络结构。这种材料通常被称为多氰酸酯，氰酸酯或三嗪，在高温下依然能够维持极高的稳定性。尤其有意义的是，氰酸酯的聚合反应不产生额外的气体，这种反应特性能极大提升绝缘导热胶的粘接性能，是解决绝缘导热胶高温产气问题的极佳选择，其反应过程如下：

氰酸酯独特的吸湿特性在芯片粘接中有着巨大的优势，一方面，氰酸酯可以在密封包装内部持续提供低残留水分。另一方面粘合剂的低吸湿解吸也减少了“爆米花”开裂和分层的可能。其与水的反应如下：

通常情况下，氰酸酯的起始固化温度超过200℃，且固化速度慢，固化率低，不利于电子封装的进行，使用固化剂能够大大降低氰酸酯的固化温度。过渡金属离子例如铬、锰、铁、钴、镍、铜等，能够催化氰酸酯的固化，但它们在氰酸酯单体中溶解性差，并且对氰酸酯聚合物的水解反应有较强的催化剂作用。本发明优选的是乙酰丙酮等有机金属盐作为催化剂，能够极大降低固化温度，增加固化交联程度。

为了满足胶粘剂所需的粘度要求，本发明选用常温液态的氰酸酯作为树脂基体，保证了绝缘导热胶的使用过程中的粘度要求。

同时，本发明使用高导热绝缘材料作为导热填料，优选BN作为导热填料，在有着绝缘导热胶的绝缘效果的同时保证了极高的导热效果。