本发明涉及电子封装材料技术领域，具体为一种高导热无凝胶绝缘无毒新材料及其加工工艺。
背景技术：
随着电子工业的发展和高密度封装技术的进步，电子器件面积越来越小，功能集成越来越多，使得电路的工作温度不断上升，这一趋势导致电子产品对于散热的要求越来越高。尤其是近年来以氮化镓、碳化硅及金刚石为代表的第三代半导体材料的发展，第三代半导体材料具有禁带宽度大、临界击穿电场强度高、载流子的饱和漂移速率以及迁移率大，介电常数非常小等特点，在高频、高压、高功率等领域具有非常广阔的前景，而这些领域的电子器件对于散热的要求更为严苛。
金属基覆铜板是一种印刷电路板用基板材料，通常由金属层、绝缘介质层和铜箔三部分组成。其中，绝缘介质层由导热绝缘高分子复合材料制备，是提高导热绝缘金属基板导热性能的关键所在。提高绝缘层的导热性能和剥离强度是目前的研究重点和难点。然而，绝大多数高分子材料热导率极地，一般远小于1w/(m·k)，制约了其在电子行业的应用。
目前提高高分子材料导热性的最有效方法主要是在高分子基材中加入适量的高导热填料，一般选择金属氧化物、碳化物或氮化物等。导热填料的种类、形状、尺寸、加入的比例等对复合材料的导热性能具有很大的影响。目前制备的复合材料热导率仍然不高，限制了其进一步的应用。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高导热无凝胶绝缘无毒新材料，以及该高导热无凝胶绝缘无毒新材料的制备方法，具备较高的热导率，解决了高分子复合材料热导率普遍较低的问题。
本发明的第一个目的是提供一种高导热无凝胶绝缘无毒新材料，由如下重量份的组分构成：
优选的，所述氮化铝纤维采用如下方法制备：将硅酸铝纤维与碳黑按重量比4：1混合，在水中超声分散，烘干后在高温炉中通氮气，1650-1700℃下反应4-6小时，然后降温至600-700℃继续反应3-5小时，冷却至室温，得到所述氮化铝纤维。
优选的，所述氮化硼粉体的粒径为3-10μm。
优选的，所述硅烷偶联剂为kh-570。
本发明的第二个目的是提供一种高导热无凝胶绝缘无毒新材料制备方法，包括如下步骤：
步骤一，将氮化铝纤维和氮化硼粉体加入硅烷偶联剂中，60-80℃水浴搅拌，充分反应后过滤、烘干、研磨后得到改性复合填充料；
步骤二，将丁腈橡胶和环氧树脂高温下熔融混合；
步骤三，向步骤二的混合树脂中加入所述改性复合填充料，高速搅拌2-3小时，加入固化剂和消泡剂，得到所述高导热无凝胶绝缘无毒新材料；
其中，各组分的重量份数如下：
优选的，所述氮化铝纤维采用如下方法制备：将硅酸铝纤维与碳黑按重量比4：1混合，在水中超声分散，烘干后在高温炉中通氮气，1650-1700℃下反应4-6小时，然后降温至600-700℃继续反应3-5小时，冷却至室温，得到所述氮化铝纤维。
优选的，所述氮化硼粉体的粒径为3-10μm。
优选的，步骤二中，丁腈橡胶和环氧树脂在150-170℃下混合2-3小时。
本发明通过选择特定形状、粒径和配比的氮化铝纤维和氮化硼作为复合填料填充在环氧树脂复合高分子材料中，可以显著提高材料的热导率，本发明高导热无凝胶绝缘无毒新材料可应用于金属基覆铜板绝缘层。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如无特别说明，各原料均为常规市售产品。硅烷偶联剂为kh-570，固化剂为hs-122，消泡剂为y-686。
实施例1
一种高导热无凝胶绝缘无毒新材料，由如下重量份的组分组成：
其制备方法，包括如下步骤：
步骤一，将氮化铝纤维和粒径为3μm的氮化硼粉体加入硅烷偶联剂中，70℃水浴搅拌，充分反应后过滤、烘干、研磨后得到改性复合填充料；
步骤二，将丁腈橡胶和环氧树脂170℃下混合3小时；
步骤三，向步骤二的混合树脂中加入所述改性复合填充料，高速搅拌3小时，加入固化剂和消泡剂，得到所述高导热无凝胶绝缘无毒新材料。
所述氮化铝纤维采用如下方法制备：将硅酸铝纤维与碳黑按重量比4：1混合，在水中超声分散，烘干后在高温炉中通氮气，1650℃下反应6小时，然后降温至700℃继续反应5小时，冷却至室温，得到所述氮化铝纤维。
经测定，该实施例制备的高导热无凝胶绝缘无毒新材料的热导率为10.3w/(m·k)。
实施例2
一种高导热无凝胶绝缘无毒新材料，由如下重量份的组分组成：
其制备方法，包括如下步骤：
步骤一，将氮化铝纤维和粒径为10μm的氮化硼粉体加入硅烷偶联剂中，60℃水浴搅拌，充分反应后过滤、烘干、研磨后得到改性复合填充料；
步骤二，将丁腈橡胶和环氧树脂150℃下混合2小时；
步骤三，向步骤二的混合树脂中加入所述改性复合填充料，高速搅拌2小时，加入固化剂和消泡剂，得到所述高导热无凝胶绝缘无毒新材料。
所述氮化铝纤维采用如下方法制备：将硅酸铝纤维与碳黑按重量比4：1混合，在水中超声分散，烘干后在高温炉中通氮气，1700℃下反应4小时，然后降温至600℃继续反应3小时，冷却至室温，得到所述氮化铝纤维。
经测定，该实施例制备的高导热无凝胶绝缘无毒新材料的热导率为9.6w/(m·k)。
实施例3
一种高导热无凝胶绝缘无毒新材料，由如下重量份的组分组成：
其制备方法，包括如下步骤：
步骤一，将氮化铝纤维和粒径为5μm的氮化硼粉体加入硅烷偶联剂中，70℃水浴搅拌，充分反应后过滤、烘干、研磨后得到改性复合填充料；
步骤二，将丁腈橡胶和环氧树脂170℃下混合3小时；
步骤三，向步骤二的混合树脂中加入所述改性复合填充料，高速搅拌3小时，加入固化剂和消泡剂，得到所述高导热无凝胶绝缘无毒新材料。
所述氮化铝纤维采用如下方法制备：将硅酸铝纤维与碳黑按重量比4：1混合，在水中超声分散，烘干后在高温炉中通氮气，1650℃下反应6小时，然后降温至700℃继续反应5小时，冷却至室温，得到所述氮化铝纤维。
经测定，该实施例制备的高导热无凝胶绝缘无毒新材料的热导率为10.1w/(m·k)。
对比例1
步骤一中用3μm的氮化铝粉末替代氮化铝纤维，其他同实施例1。经测定，该实施例制备的绝缘材料的热导率为8.0w/(m·k)。
对比例2
步骤一中氮化硼粉末的粒径改为100μm，其他同实施例1。经测定，该实施例制备的绝缘材料的热导率为7.3w/(m·k)。
通过上述实施例可以看出，通过选择特定形状、粒径和配比的氮化铝纤维和氮化硼作为复合填料填充在环氧树脂复合高分子材料中，可以显著提高材料的热导率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。