一种导电导热新材料及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子印刷线路板加工技术，尤其是应用于高频芯片与印刷线路板(PCB)以及金属散热基的焊接中的复合材料。
[0002]同时，该材料也可以应用在包括LED，微波通信，广播系统等领域。
【背景技术】
[0003]随着电子技术的发展，产品的小型化、集约化已经成为趋势。尤其在通信、微波、航空航天、智能手机等领域，系统的工作频率逐步提尚，芯片的处理能力逐步提升，如何提尚电子系统的信号灵敏度、可靠性与散热成为热点。
[0004]为解决该课题，在PCB行业，普遍采用芯片嵌入金属基焊接的技术来解决接地与散热问题。目前的芯片焊接技术，主要是芯片与金属散热基之间采用锡片焊接，成本高，效率低，工艺复杂，普遍存在占焊接面积45?35%的空气泡，导致芯片的接地与散热功效大为降低，而且在高频领域容易造成信号完整性问题，大大降低了系统整体可靠性。
[0005]射频功放芯片，以及LED芯片的核心部分是DIE，而在DIE底部的散热和接地是整个系统设计与应用可靠与否的关键点。在目前采用的锡膏、锡片烧结工艺中，由于气泡产生的超高热阻，不良接地效果，尤其是气泡分布的不规律性是业界多年需要解决的问题。
[0006]随着材料科学技术的不断突破，一些专门应用与电子印刷线路板的导电导热材料产品应运而生。目前市场上的产品以及解决方案，还只能处理金属基到散热器的外围非关键点的导热导电问题，而没有涉及芯片侧，尤其是DIE下部的核心技术领域。因此，研制可以在芯片侧应用的新型材料，不但是材料技术方面的突破，而且在应用层面解决了 PCB行业的关键点与创新性，促进了 PCB产业链的发展，具有非常重要的经济价值和实用价值。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是针对PCB行业现有材料技术与应用方案的不足，提供一种新型复合材料及在芯片侧的解决方案，在保证系统的信号完整性和散热性基础上，适合大规模产业化。
[0008]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种导电导热复合材料，所述复合材料包括以下重量份的组分:
高分散性导电银粉O?400份；
高导电性铜金属O?600份；
聚硅氧烷树脂O?200份；
苯酚O?300份；
甲醛O?400份；
酚醛树脂O?600份；
NL固化剂O?100份；
甲基咪唑O?50份。
[0009]所述新型复合材料，其固化后的材料具有良好的物理化学性能，它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘结强度。
[0010]所述新型复合材料，其固化后介电性能良好，变定收缩率小，尺寸稳定性高，并且具备优良的柔韧性。
[0011 ] 所述新型复合材料，其固化后耐温性能良好，可以承受400摄氏度以内的应用。
[0012]所述新型复合材料，其固化时间是15?30分钟。
[0013]所述甲基咪唑的密度是0.5?L 06 g/mlo
[0014]上述任一所述的导电导热复合材料的应用，将所述导电导热复合材料的各组分混合均匀后用于4G通信基站、智能手机、高频通信系统、军工射频通信以及LED行业。
[0015]所述应用方法如下:
在芯片金属的法兰底部用所述复合材料进行涂覆固化(在后续的高温环境下，材料的化学键产生变化，与焊锡材料在分子级别融合，从而使系统的导电接地功能，散热功能有量级的提升)，随后该芯片金属与锡膏/锡片一起嵌入至PCB印刷线路板的散热金属基的凹槽内，随后进入SMT工艺流程。
[0016]又，所述应用方法如下:
在芯片侧翼的输入输出端口用所述复合材料进行涂覆固化，随后该芯片与锡膏/锡片一起嵌入PCB印刷线路板的输入输出端子位置(避免焊锡材料的无控制流动性，提高系统的绝缘可靠性)，随后进行SMT工艺流程。
[0017]进一步地，所述应用方法如下:
在PCB的散热金属基底部用所述复合材料进行涂覆固化(提升系统接地导电、导热性能，大大提高目前的生产效率，尤其是一次性通过率，降低制造成本)，然后该金属基与锡膏/锡片一起与系统的散热片进行焊接工艺流程。
[0018]所述涂覆固化方法如下:
将各组分加入高速混合机进行混合，混合温度为30?150°C，混合时间为3?30分钟；然后，将混合物加入双螺杆挤出机进行挤出，涂覆在材料需结合的部分，进行固化。
[0019]与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果:
(I)本发明采用目前常用的成型加工技术及设备，制备了复合材料。在所制得的复合材料体系中，起效果的是多元组合的酚醛树脂混合物:其中，酚醛树脂体系既保证了电气性能，又在成本方面做到了优化处理。复合材料在高温环境中，与锡膏/锡片材料进行复配组合，进一步优化了导电导热的均一性，使系统的性价比突出，特别适合大批量生产。
[0020](2)采用该复合材料，在不影响后续流程的情况下，空气泡减低至10%以内，大幅提高了系统的导热与接地性能。与锡膏/锡片进行复配组合，成本低，效率高，大大提高了高频电路系统的电气性能与可靠性能。尤其是系统一次性合格率。
【附图说明】
[0021]图1是现有的锡膏/锡片焊接方案，经过SMT后X射线测试图；
图2是本发明的添加复合材料后的焊接方案，经过SMT后X射线测试图。
[0022]具体的实现方法
下面结合附图和具体实例对本发明做进一步的描述: 对比例I
现有的焊接方案:在金属基凹槽内部钢网印刷锡膏，或者放置锡片后，将芯片至于凹槽上方，施加一定压力后进入SMT (回流焊)工序，标准为IPC DRM-SMT-1999(surface mount solder joint evaluat1n)。处理效果:35%的芯片底面积产生空洞。
[0023]实施例1
高分散性导电银粉200份；
高导电性铜金属400份；
聚硅氧烷树脂20份；
酚醛树脂300份；
NL固化剂10份;
甲基咪唑20份。
[0024]将