一种高导热硼杂聚硅氧烷灌封胶及其制备方法
【专利摘要】本发明属于封装材料领域，公开了一种高导热硼杂聚硅氧烷灌封胶及其制备方法。所述灌封胶由以下按质量份数计组分组成：100份乙烯基甲基聚硅氧烷、20～100份乙烯基甲基纳米MQ硅树脂、5～50份乙烯基聚硼硅氧烷或乙烯基硼硅氧烷、0.05～0.2份乙炔基环己醇、0.005～0.05份贵金属有机化合物催化剂、0.5～5份乙烯基环氧化合物、1～10份环硼氮烷、10～0份甲基含氢硅油和50～120份氮化硼陶瓷。本发明制备的高导热硼杂聚硅氧烷灌封胶导热系数高，密封性能好，粘接力强，弹性好，防水防潮、绝缘、减震，耐高温老化性能优异，在大功率电子信息元器件、半导体通讯照明等元器件的封装中具有广阔的应用前景。
【专利说明】一种高导热硼杂聚硅氧烷灌封胶及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于封装材料领域，具体涉及一种高导热硼杂聚硅氧烷灌封胶及其制备方法。
【背景技术】
[0002]导热灌封胶广泛应用于电子信息、LED照明、航空、航天、国防等领域中需要散热和传热的部位。随着电子设备设施和半导体材料的集成化、微型化和大功率化的高速发展，对封装材料提出了更高的要求，除了提供防潮、绝缘、防腐蚀、耐高温防护作用外，封装材料必须具备优良的导热性能、较低的热膨胀系数及较低的介电常数和介电损耗。大量实验证明，温度每升高18°C，器件失效的可能性就增加2~3倍。电子和半导体元器件在工作寿命内，在热循环下，热膨胀作用会使元器件与封装材料产生变形，如果两者热膨胀系数相差较大，会产生严重的开裂或者分离现象，因此要求封装材料具有与硅芯片材料接近的热膨胀系数，以获得较好的热匹配性。封装材料的介电性能是影响集成电路运算速度的重要因素，介电常数太高会导致集成电路信号传输延迟增大，而且较高的介电损耗会使信号在传输过程中产生严重的失真。此外，为提高材料之间的密封性，导热材料需要良好的弹性及减震性倉泛。
[0003]聚合物材料由于其具有 密度小、优良的电气绝缘性能、优良的介电性能、容易加工等特点，近几年来，聚合物材料在封装领域中的应用比例越来越大，并逐渐取代传统的无机刚性陶瓷封装材料。导热聚硅氧烷硅橡胶不仅与硅芯片材料高度相容匹配，热膨胀系数接近，介电常数和介电损耗较小，还具有良好的防潮、绝缘、减震、导热、耐高低温、耐候及良好的化学稳定性，在电子和半导体元器件等领域有着不可替代的作用，但是传统的导热硅橡胶封装材料的导热系数只有I~2W/(m.Κ)，远远满足不了现代大规模集成电路和大功率半导体元器件的高导热性的要求。
[0004]中国专利(申请号201210174410.9)公开了一种含烷氧基的硼硅氧烷树脂和导热耐热陶瓷填料氮化硼的有机硅树脂组合物以及导热片，固化成型是基于硅树脂与烷氧基的缩合反应。缩合固化过程中常伴随有水、甲醇、乙醇等小分子化合物放出，容易产生气泡和孔隙，往往达不到高标准的封装性能要求，严重影响组合物的粘接密封性和耐高温老化性。
【发明内容】
[0005]为克服现有技术的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种高导热硼杂聚硅氧烷灌封胶。
[0006]本发明的另一目的在于提供上述高导热硼杂聚硅氧烷灌封胶的制备方法。
[0007]本发明的目的通过以下技术方案实现:
[0008]一种高导热硼杂聚硅氧烷灌封胶，由以下按质量份数计的组分组成:
[0009]
【权利要求】
1.一种高导热硼杂聚硅氧烷灌封胶，其特征在于:由以下按质量份数计的组分组成: 乙烯基甲基聚桂氧焼100份 乙烯基甲基纳米MQ桂树脂20~100份 乙烯基聚硼硅氧烷或乙烯基硼硅氧烷5~50份 乙炔基环己醇0.05~0.2份 贵金属有机化合物催化剂0.005~0.05份 乙烯基环氧化合物0.5~5份环硼氮烷1~10份甲基含氢硅油10~O份 氮化硼陶瓷50~120份 其中，环硼氮烷与甲基含氢硅油的质量总和不少于6份；贵金属有机化合物催化剂的用量是以有机化合物催化剂中贵金属含量来计的。
2.根据权利要求1所述的高导热硼杂聚硅氧烷灌封胶，其特征在于:所述的乙烯基甲基聚硅氧烷为端乙烯基聚二甲基硅氧烷、侧乙烯基聚二甲基硅氧烷和同时含有端乙烯基与侧乙烯基的聚二甲基硅氧烷中的一种以上； 所述端乙烯基聚二甲基硅氧烷的结构式为(CH2 = CH) (CH3)2Si [OSi (CH3)2]n0Si (CH3)2 (CH = CH2);式中 η ≥ 2 且 η 为整数；
所述侧乙烯基聚二甲基硅氧烷的结构式为(CH3)3Si [OSi (CH3)2]m [OSi (CH = CH2) (CH3)]n0Si (CH3) 3;式中m≥2，11≥2且111，11为整数； 所述同时含有端乙烯基与侧乙烯基的聚二甲基硅氧烷的结构式为(CH2 = CH)(CH3)2Si [OSi (CH3)2]m[OSi (CH = CH2) (CH3) ]n0Si (CH3) 3_p (CH2 = CH)P ； 式中m≥2,n≥2且m, n为整数；ρ = O或I ; 所述乙烯基甲基聚硅氧烷的粘度为1000~80000mPa.S。
3.根据权利要求1所述的高导热硼杂聚硅氧烷灌封胶，其特征在于:所述的乙烯基甲基纳米MQ硅树脂由M基团有机硅单体和Q基团有机硅单体通过水解缩合而成纳米有机硅树脂材料；所述M基团有机硅单体与Q基团有机硅单体的摩尔比为0.6~1.5:1。
4.根据权利要求3所述的高导热硼杂聚硅氧烷灌封胶，其特征在于:所述M基团有机硅单体为单官能团有机硅氧烷链节R3Si01/2，所述R由甲基和乙烯基组成，所述乙烯基含量为乙烯基甲基纳米MQ娃树脂总质量的1.0~4.0 ； 所述Q基团有机硅单体为四官能团有机硅氧烷链节Si02。
5.根据权利要求1所述的高导热硼杂聚硅氧烷灌封胶，其特征在于:所述的乙烯基聚硼硅氧烷为乙烯基聚硼硅氧烷1、乙烯基聚硼硅氧烷2或乙烯基聚硼硅氧烷3 ； 所述乙烯基聚硼硅氧烷I的结构式为[OB(R)OSi (CH3) (CH = CH2)]m，其中R = Ph ;式中m = 2~100且m为整数； 所述乙烯基聚硼硅氧烷2的结构式为:(CH2 = CH) (CH3)2Si [OB (R1) OSi (CH3)2]mOSi (CH3)2 (CH = CH2);其中 R1 = OCH3 或 0.1-，式中m = 2~100且m为整数； 所述乙烯基聚硼硅氧烷3的结构式为:
(CH2 = CH) (CH3) 2Si [OB (R1) OSi (CH3) 2] m [OB (R1) OSi (Ph) (R2) ]n[OSi (CH3) 2]p
[OSiPhR2JqOSi (CH3)2 (CH = CH2);其中，R1 = OCH3 或o|1-; R2 = OCH3> OB -或 εφ-;式中m, η, P, q为I~100的整数； 所述乙烯基硼硅氧烷为RB[0Si (CH3) (CH = CH2) ]2，R = Ph。
6.根据权利要求1所述的高导热硼杂聚硅氧烷灌封胶，其特征在于:所述的贵金属有机化合物催化剂为钼的络合物、铑的络合物或钯的络合物中的一种以上； 钼的络合物为四(三苯基膦)钼、顺二(三苯基膦)二氯化钼、1，3-二乙烯基-1，1,3,3四甲基二硅氧烷钼络合物；铑的络合物为三(三苯基膦)羰基氢化铑(I);钯的络合物为四(三苯基膦)钯。
7.根据权利要求1所述的高导热硼杂聚硅氧烷灌封胶，其特征在于:所述的乙烯基环氧化合物为烯丙基缩水甘油醚、4-乙烯基环氧环已烷、四氢邻苯二甲酸二缩水甘油酯、环氧丙烯酸酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯。
8.根据权利要求1所 述的高导热硼杂聚硅氧烷灌封胶，其特征在于:所述的甲基含氢硅油中活性娃氢键氢的含量为甲基含氢硅油总质量的0.36~1.0所述甲基含氢硅油的粘度为50~100mPa.S。
9.根据权利要求1所述的高导热硼杂聚硅氧烷灌封胶，其特征在于:所述的氮化硼陶瓷为粉状氮化硼或纤维状氮化硼中的一种以上；所述粉状氮化硼颗粒平均粒径为50μπι~I μ m,纤维状氮化硼平均直径为20~200 μ m。
10.根据权利要求1~9任一项所述高导热硼杂聚硅氧烷灌封胶的制备方法，其特征在于:包括以下步骤:在室温下，将乙烯基甲基聚硅氧烷、乙烯基甲基纳米MQ硅树脂、乙烯基聚硼硅氧烷或乙烯基硼硅氧烷、乙炔基环己醇、贵金属有机化合物催化剂、乙烯基环氧化合物、环硼氮烷、甲基含氢硅油和氮化硼陶瓷混匀，然后在50~70°C下预固化I~2小时，再于100~150°C温度下固化I~4小时，得到高导热硼杂聚硅氧烷灌封胶。
【文档编号】C09J163/10GK104031603SQ201410225094
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月26日 优先权日:2014年5月26日
【发明者】黄月文, 王斌, 郑周, 李雅杰, 杨璐霏 申请人:中科院广州化学有限公司