专利名称：含六方氮化硼的导热绝缘胶的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及用于电子产品的导热绝缘胶，具体而言涉及用于电子应用的包 含六方氮化硼(hBN)材料和至少一种其它陶瓷粉的导热绝缘胶。
背景技术：
电子产品通常需用薄层的绝缘层，计算机中央处理器(CPU)的芯片为半导体(如 硅)，它比金属散热片(通常为铜)的热膨胀系数小很多，通常不能用熔点低的合金焊材将 半导体和金属焊在一起，以免接口因应力过大而产生裂纹。因此有所谓“导热胶”(Thermal Grease)，或称“热接口材料”(Thermal Interface Material 或 TIM)可以压在 CPU 及散热 片(Heat Spreader)之间，或散热片和热沉(Heat Sink)之间，将其内的空气排除，这样CPU 产生的热可以经胶传到金属散热片，乃至热沉。又如印刷电路板(Printed Circuit Board或PCB)通常用玻璃纤维强化的复合 胶(Fiber Reinforced Composite或FRC)压成。但FRC含玻璃及塑料，其热传导率很低 (< lW/mK)，因此高功率的电子产品(如LED)常使用金属载板(如铝基板)。为了绝缘，常 将铜钼用胶压合在铝板上，制成所谓的MCPCB(Metal Core PCB)。黏合铜和铝的有机胶(如 环氧树脂或Epoxy resin)，其热传导率远低于lW/mK，因此常造成LED过热，减低了其亮度 或缩短了其寿命。有机胶不仅热传导率极低，而且热膨胀率特大，因此在电子产品冷热交替之下，常 会黏不住金属。胶的热稳定性也很低，其内的挥发成份(如Η、0、Ν)会逐渐蒸发以致胶会逐 渐变质，甚至干裂。有机胶的上述问题可藉渗杂陶瓷粉(如AlN、Al203、Si02、ai0、i^e203、SiC)，钻石或 立方氮化硼(Cubic Boron Nitride或cBN)等略为舒缓。但陶瓷粉等为硬质材料，而且形 状多近球形。在有机胶里面，陶瓷粉乃以点接触的方式传热，因此含陶瓷粉的胶体其热传导 率仍然很低，通常不及5W/mK。因此，在本领域对具有优良热传导率和极佳绝缘性能的导热绝缘胶存在需求。
发明内容
本发明提供了一种含六方氮化硼的导热绝缘胶，其具有优良的热传导率和增加的 电绝缘。一方面，本发明提供了一种导热绝缘胶，其包含粘合剂成分、六方氮化硼 (Hexagonal Boron Nitride或hBN)和至少一种其它陶瓷粉，其中所述六方氮化硼及陶瓷粉 的颗粒彼此接触并且被所述粘合剂附着在一起。一方面，本发明提供了一种导热绝缘胶，其包含粘合剂成分、六方氮化硼和至少一 种其它陶瓷粉，其中所述六方氮化硼及陶瓷粉的颗粒彼此接触并且被所述粘合剂附着在一 起。进一步地，所述六方氮化硼含有超过原子的金属。更进一步地，所述金属为Li、N、 K、Be、Mg、Ca中的一种或多种。
在进一步的方面，本发明提供了一种导热绝缘胶，其包含粘合剂成分、六方氮化硼 和至少一种其它陶瓷粉，其中所述六方氮化硼及陶瓷粉的颗粒彼此接触并且被所述粘合 剂附着在一起。进一步地，所述六方氮化硼的大粒度比小粒度的直径至少大两倍。所述 六方氮化硼具有两种粒度峰值。其中优选的一例含六方氮化硼的峰值为ΙΟμπι士5μπι和 2 μ m士 1 μ m。在进一步的方面，本发明提供了一种导热绝缘胶，其包含粘合剂成分、六方氮化硼 和至少一种其它陶瓷粉，其中所述六方氮化硼及陶瓷粉的颗粒彼此接触并且被所述粘合剂 附着在一起。进一步地，所述六方氮化硼占所述导热绝缘胶总重量的10%以上。进一步地， 所述六方氮化硼占所述导热绝缘胶总重量的30%以上。在进一步的方面，本发明提供了一种导热绝缘胶，其包含粘合剂成分、六方氮化硼 和至少一种其它陶瓷粉，其中所述六方氮化硼及陶瓷粉的颗粒彼此接触并且被所述粘合剂 附着在一起。进一步地，所述粘合剂成分为硅油、环氧树脂或苯并环丁烯。在进一步的方面，本发明提供了一种导热绝缘胶，其包含粘合剂成分、六方氮化硼 和至少一种其它陶瓷粉，其中所述六方氮化硼及陶瓷粉的颗粒彼此接触并且被所述粘合剂 附着在一起，并且其中所述其它陶瓷粉为A1N、A1203、SiO2, SiC、cBN或钻石之一种或多种。 优选地，所述其它陶瓷粉为钻石或立方氮化硼(cBN)。另一方面，本发明提供了导热绝缘胶在热接口材料或金属芯印刷电路板中的应用。附图
简述图IA是10微米hBN的SEM显微照片。 图IB是2微米hBN的SEM显微照片。 发明详述
本发明涉及一种具有增加的热传导率以及期望的电绝缘性能的新型导电绝缘胶。 所述导电绝缘胶使用六方氮化硼(Hexagonal BoronNitride或hBN)作为绝缘材料所有的元素及其化合物中，只有“黑石墨”(Graphite)及俗称“白石墨”的六方氮 化硼具化学SP2键结形成的平面晶格。然而黑石墨具有JI键的单电子，所以它是导体。hBN 的表面电子是稳定的成双成对，所以为绝缘体。
权利要求
1.一种导热绝缘胶，其包含粘合剂成分、六方氮化硼和至少一种其它陶瓷粉，其中所述 六方氮化硼及陶瓷粉的颗粒彼此接触并且被所述粘合剂附着在一起。
2.根据权利要求1所述的导热绝缘胶，其中所述六方氮化硼含有超过原子的金属。
3.根据权利要求2所述的导热绝缘胶，其中所述金属为Li、N、K、Be、Mg、Ca中的一种 或多种。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的导热绝缘胶，其中所述六方氮化硼的大粒度比小 粒度的直径至少大两倍。
5.根据权利要求4所述的导热绝缘胶，其中所述六方氮化硼具有两种粒度峰值。
6.根据权利要求5所述的导热绝缘胶，其中所述峰值为10μ m士 5 μ m和2 μ m士 1 μ m。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的导热绝缘胶，其中所述六方氮化硼占所述导热绝 缘胶总重量的10%以上。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的导热绝缘胶，其中所述六方氮化硼占所述导热绝 缘胶总重量的30%以上。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的导热绝缘胶，其中所述粘合剂成分为硅油、环氧 树脂或苯并环丁烯。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的导热绝缘胶，其中所述其它陶瓷粉为A1N、A1203、 SiO2, ZnO, Fe2O3> SiC, cBN或钻石之一种或多种。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的导热绝缘胶在热接口材料或金属芯印刷电路板 相关产品中的应用。
12.根据权利要求11所述的应用，其中所述导热绝缘胶含钻石微粉。
全文摘要
本发明提供了用于电子应用的包含六方氮化硼(hBN)材料和至少一种其它陶瓷粉的导热绝缘胶，其中六方氮化硼的大粒度比小粒度的直径至少大两倍。所述导热绝缘胶当用于电子应用诸如热接口材料或金属芯印刷电路板相关产品中时具有优良的热传导率和增加的电绝缘。
文档编号C09J183/04GK102134469SQ20101016740
公开日2011年7月27日 申请日期2010年4月27日 优先权日2010年1月26日
发明者M·宋, 宋健民, 杨尚叡, 胡绍中, 邓建中 申请人:宋健民