本发明涉及灌封胶
技术领域：
，更具体地说，涉及一种集成电路用有机硅-聚氨酯复合电子灌封胶及其制备方法。
背景技术：
：随着电子科学技术的快速发展，电子元件、器件、仪器以及仪表在电子工业中不断发展壮大，它们已经开始朝着轻质化、集成化、高性能化、密集化、高精度以及大功率的方向发展，这必然会导致电子器件的发热量大幅提高，特别是集成电路板散热空间小、散热通道拥挤、存在大量热量积聚，这些热量如果不及时散去，会严重影响电子元件的稳定性和可靠性，从而缩短电子设备的使用寿命。为了提高集成电路中电子元件的电气性能和稳定性，对电子设备进行灌封保护的灌封胶不仅要求具有良好的电绝缘性能和粘结性能，还要具备优异的导热性能和阻燃性能。现有技术中使用较多的有机硅类灌封胶存在热导率低、阻燃性和粘结性能差的缺点，严重影响了其应用范围，另外一种常用灌封胶材料聚氨酯材料拥有最好的防水、耐酸性能、柔韧性和抗冲击性能都较好，但其在作为电子封装胶时，气泡比较多，且气泡均比较密，需要进行抽真空灌胶，操作比较复杂。中国专利公开号为cn106753212a公开了一种粘结性好透明度高的pcb电路板用有机硅电子灌封胶，由下列原料制备制成：端乙烯基硅油-1、端乙烯基硅油-2、12％铂催化剂、乙炔基环己醇、乙烯基硅树脂、1-烯丙氧基-2,3-环氧丙烷、1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷、硅烷偶联剂a171、含氢硅油适量、蒙脱土、微胶囊化红磷、六甲基二硅胺烷、去离子水适量、无水乙醇适量，该发明制备的灌封胶通过添加助剂来弥补有机硅类灌封胶热导率低、阻燃性和粘结性能差的缺陷，但助剂的添加过多会引起粘度过大，影响流动性和力学性能；。因此，开发一种性能优异的集成电路板用灌封胶，来弥补现有技术中以有机硅和聚氨酯为代表的灌封胶材料的不足，对促进工业生产的发展具有重要意义。技术实现要素：本发明的主要目的在于提供一种集成电路板用灌封胶，该灌封胶原料易得，价格低廉，制备方法简单易行，制备得到的灌封胶具有优异的电气性能和阻燃性，且与集成电路板基板粘结力强，能有效延长电子设备的使用寿命。且该灌封胶避免了加成型导热硅橡胶分子呈非极性，表面活性能低，与基材粘结性差，作为电子灌封、涂覆材料使用时，长时间的热胀冷缩后，产生的应力使得灌封胶与基材剥离或内部电子元器件发生偏移，导致水分通过缝隙进入元器件内部发生腐蚀、短路的问题。为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种集成电路板用灌封胶由按重量比为1：(1-2)的a组分和b组分组成，所述a组分包括以下重量百分比的原料：表面修饰硅掺杂纳米金刚石10-20份、活化聚氨酯60-80份；所述b组分包括以下重量百分比的原料：二甲基羟基硅油60-80份、催化剂8-14份；其中所述表面修饰硅掺杂纳米金刚石的制备方法，包括如下步骤：1)硅掺杂纳米金刚石：将干燥后的纳米金刚石与聚二甲基硅氧烷加入到乙醇中，超声1-2小时，然后在60-80℃下真空干燥箱中烘10-20小时；最后在氮气或惰性气体氛围下550℃下煅烧得到硅掺杂的纳米金刚石；2)硅掺杂纳米金刚石表面修饰：将步骤1)中制备得到的硅掺杂纳米金刚石分散于乙醇中，然后加入硅烷偶联剂kh560，室温下搅拌4-6小时，然后在60-80℃下真空干燥箱中烘10-20小时；其中，步骤1)中所述纳米金刚石、聚二甲基硅氧烷、乙醇的质量比为(3-5):2：(10-15)；所述惰性气体选自氦气、氖气、氩气中的一种或几种；步骤2)中所述硅掺杂纳米金刚石、乙醇、硅烷偶联剂kh560的质量比为(3-5)：(15-25)：(0.5-1)；所述催化剂选自三乙胺、三苯基膦、苄基三丁基溴化铵中的一种或几种；所述活化聚氨酯的制备方法，包括如下步骤：将甲苯-2,4-二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡按比例溶于甲苯形成溶液，在氮气氛围70-80℃下搅拌反应2-3小时，然后加入聚氨酯，在65-75℃下的所述甲苯溶液中4-5小时，用甲苯洗涤3-5次后，在真空干燥箱中65～85℃下干燥8～12小时；优先地，所述甲苯-2,4-二异氰酸酯、二月桂酸二丁基锡、甲苯、聚氨酯的质量比为10:2：(60-100)：(20-30)；一种集成电路板用灌封胶的制备方法，包括如下步骤：1)a组分的制备：将表面修饰硅掺杂纳米金刚石、活化聚氨酯按比例加入高速混合机中，在高速混合机中常温下抽空搅拌40-60分钟，真空度0.05-0.10mpa，制成a组分；2)b组分的制备：在室温下，将催化剂、二甲基羟基硅油按比例加入高速分散机中，抽空搅拌；真空度为0.08-0.16mpa，转速为1100-1300rpm，搅拌时间为40-60分钟，制成b组分；3)灌封胶成品的制备：在常温下，将a组分和b组分按比例混合均匀，在真空度0.08-0.16mpa下脱泡21-26分钟，然后在70-80℃下固化成型制备2-4小时，得到灌封胶成品；由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：(1)本发明设计的集成电路板用灌封胶，原料易得，价格较低廉，各组分制备方法简单易行，对设备要求不高。(2)本发明设计的集成电路板用灌封胶，具有优异的电气性能和阻燃性，且与集成电路板基板粘结力强，能有效延长电子设备的使用寿命。(3)本发明设计的集成电路板用灌封胶，没有使用加成聚合物，避免了加成型导热硅橡胶分子呈非极性，表面活性能低，与基材粘结性差，作为电子灌封、涂覆材料使用时，长时间的热胀冷缩后，产生的应力使得灌封胶与基材剥离或内部电子元器件发生偏移，导致水分通过缝隙进入元器件内部发生腐蚀、短路的问题。(4)本发明设计的集成电路板用灌封胶，加有硅掺杂的纳米金刚石，提高了耐高温、绝缘、密封、防水导热性能和阻燃性能。(5)本发明设计的集成电路板用灌封胶，活化聚氨酯、表面修饰硅掺杂的纳米金刚石和二甲基羟基硅油之间相互作用形成三维网络结构，有利于提高胶料力学性能和化学稳定性；且此灌封胶克服了聚氨酯材料易起泡、灌封操作复杂及其有机硅材料热导率低、阻燃性和粘结性能差的问题，结合了两类材料的优异性能，具有优异的粘结性能和电气性能。具体实施方式以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。本实施例中所述原料购自国药集团化学试剂有限公司。实施例1一种集成电路板用灌封胶由按重量比为1：1的a组分和b组分组成，所述a组分包括以下重量百分比的原料：表面修饰硅掺杂纳米金刚石10份、活化聚氨酯60份；所述b组分包括以下重量百分比的原料：二甲基羟基硅油60份、三乙胺8份；其中所述表面修饰硅掺杂纳米金刚石的制备方法，包括如下步骤：1)硅掺杂纳米金刚石：将干燥后的纳米金刚石30g与聚二甲基硅氧烷20g加入到乙醇100g中，超声1小时，然后在60℃下真空干燥箱中烘10小时；最后在氮气氛围下550℃下煅烧得到硅掺杂的纳米金刚石；2)硅掺杂纳米金刚石表面修饰：将步骤1)中制备得到的硅掺杂纳米金刚石30g分散于乙醇150g中，然后加入硅烷偶联剂kh5605g，室温下搅拌4小时，然后在60℃下真空干燥箱中烘10小时；所述活化聚氨酯的制备方法，包括如下步骤：将甲苯-2,4-二异氰酸酯10g、二月桂酸二丁基锡2g溶于甲苯60g形成溶液，在氮气氛围70℃下搅拌反应2小时，然后加入聚氨酯20g，在65℃下的所述甲苯溶液中4小时，用甲苯洗涤3次后，在真空干燥箱中65℃下干燥8小时；一种集成电路板用灌封胶的制备方法，包括如下步骤：1)a组分的制备：将表面修饰硅掺杂纳米金刚石、活化聚氨酯按比例加入高速混合机中，在高速混合机中常温下抽空搅拌40分钟，真空度0.05mpa，制成a组分；2)b组分的制备：在室温下，将三乙胺、二甲基羟基硅油按比例加入高速分散机中，抽空搅拌；真空度为0.08mpa，转速为1100rpm，搅拌时间为40分钟，制成b组分；3)灌封胶成品的制备：在常温下，将a组分和b组分按比例混合均匀，在真空度0.08mpa下脱泡21分钟，然后在70℃下固化成型2小时，得到灌封胶成品。实施例2一种集成电路板用灌封胶由按重量比为1:1.2的a组分和b组分组成，所述a组分包括以下重量百分比的原料：表面修饰硅掺杂纳米金刚石14份、活化聚氨酯66份；所述b组分包括以下重量百分比的原料：二甲基羟基硅油68份、三苯基膦10份；其中所述表面修饰硅掺杂纳米金刚石的制备方法，包括如下步骤：1)硅掺杂纳米金刚石：将干燥后的纳米金刚石40g与聚二甲基硅氧烷20g加入到乙醇125g中，超声1.6小时，然后在69℃下真空干燥箱中烘15小时；最后在氩气氛围下550℃下煅烧得到硅掺杂的纳米金刚石；2)硅掺杂纳米金刚石表面修饰：将步骤1)中制备得到的硅掺杂纳米金刚石39g分散于乙醇200g中，然后加入硅烷偶联剂kh5608g，室温下搅拌5小时，然后在70℃下真空干燥箱中烘15小时；所述活化聚氨酯的制备方法，包括如下步骤：将甲苯-2,4-二异氰酸酯10g、二月桂酸二丁基锡2g溶于甲苯80g形成溶液，在氮气氛围76℃下搅拌反应2.6小时，然后加入聚氨酯24g，在71℃下的所述甲苯溶液中4.5小时，用甲苯洗涤4次后，在真空干燥箱中75℃下干燥10小时；一种集成电路板用灌封胶的制备方法，包括如下步骤：1)a组分的制备：将表面修饰硅掺杂纳米金刚石、活化聚氨酯按比例加入高速混合机中，在高速混合机中常温下抽空搅拌50分钟，真空度0.09mpa，制成a组分；2)b组分的制备：在室温下，将三苯基膦、二甲基羟基硅油按比例加入高速分散机中，抽空搅拌；真空度为0.13mpa，转速为1200rpm，搅拌时间为48分钟，制成b组分；3)灌封胶成品的制备：在常温下，将a组分和b组分按比例混合均匀，在真空度0.12mpa下脱泡24分钟，然后在74℃下固化成型3小时，得到灌封胶成品。实施例3一种集成电路板用灌封胶由按重量比为1:1.5的a组分和b组分组成，所述a组分包括以下重量百分比的原料：表面修饰硅掺杂纳米金刚石16份、活化聚氨酯72份；所述b组分包括以下重量百分比的原料：二甲基羟基硅油72份、苄基三丁基溴化铵11份；其中所述表面修饰硅掺杂纳米金刚石的制备方法，包括如下步骤：1)硅掺杂纳米金刚石：将干燥后的纳米金刚石与聚二甲基硅氧烷43g加入到乙醇20g中，超声1.7小时，然后在72℃下真空干燥箱中烘17小时；最后在氖气氛围下550℃下煅烧得到硅掺杂的纳米金刚石；2)硅掺杂纳米金刚石表面修饰：将步骤1)中制备得到的硅掺杂纳米金刚石40g分散于乙醇220g中，然后加入硅烷偶联剂kh5609g，室温下搅拌5小时，然后在72℃下真空干燥箱中烘15小时；所述活化聚氨酯的制备方法，包括如下步骤：将甲苯-2,4-二异氰酸酯10g、二月桂酸二丁基锡2g溶于甲苯88g形成溶液，在氮气氛围75℃下搅拌反应2.7小时，然后加入聚氨酯26g，在72℃下的所述甲苯溶液中5小时，用甲苯洗涤5次后，在真空干燥箱中81℃下干燥10小时；一种集成电路板用灌封胶的制备方法，包括如下步骤：1)a组分的制备：将表面修饰硅掺杂纳米金刚石、活化聚氨酯按比例加入高速混合机中，在高速混合机中常温下抽空搅拌53分钟，真空度0.06mpa，制成a组分；2)b组分的制备：在室温下，将苄基三丁基溴化铵、二甲基羟基硅油按比例加入高速分散机中，抽空搅拌；真空度为0.14mpa，转速为1250rpm，搅拌时间为52分钟，制成b组分；3)灌封胶成品的制备：在常温下，将a组分和b组分按比例混合均匀，在真空度0.14mpa下脱泡23分钟，然后在76℃下固化成型3.6小时，得到灌封胶成品。实施例4一种集成电路板用灌封胶由按重量比为1:1.8的a组分和b组分组成，所述a组分包括以下重量百分比的原料：表面修饰硅掺杂纳米金刚石20份、活化聚氨酯75份；所述b组分包括以下重量百分比的原料：二甲基羟基硅油78份、三乙胺13份；其中所述表面修饰硅掺杂纳米金刚石的制备方法，包括如下步骤：1)硅掺杂纳米金刚石：将干燥后的纳米金刚石46g与聚二甲基硅氧烷20g加入到乙醇140g中，超声2小时，然后在77℃下真空干燥箱中烘19小时；最后在氩气氛围下550℃下煅烧得到硅掺杂的纳米金刚石；2)硅掺杂纳米金刚石表面修饰：将步骤1)中制备得到的硅掺杂纳米金刚石45g分散于乙醇235g中，然后加入硅烷偶联剂kh5609g，室温下搅拌5.8小时，然后在78℃下真空干燥箱中烘19小时；所述活化聚氨酯的制备方法，包括如下步骤：将甲苯-2,4-二异氰酸酯10g、二月桂酸二丁基锡2g溶于甲苯95g形成溶液，在氮气氛围78℃下搅拌反应3小时，然后加入聚氨酯28g，在72℃下的所述甲苯溶液中5小时，用甲苯洗涤4次后，在真空干燥箱中83℃下干燥11小时；一种集成电路板用灌封胶的制备方法，包括如下步骤：1)a组分的制备：将表面修饰硅掺杂纳米金刚石、活化聚氨酯按比例加入高速混合机中，在高速混合机中常温下抽空搅拌58分钟，真空度0.09mpa，制成a组分；2)b组分的制备：在室温下，将催化剂、二甲基羟基硅油按比例加入高速分散机中，抽空搅拌；真空度为0.14mpa，转速为1280rpm，搅拌时间为56分钟，制成b组分；3)灌封胶成品的制备：在常温下，将a组分和b组分按比例混合均匀，在真空度0.14mpa下脱泡25分钟，然后在80℃下固化成型4小时，得到灌封胶成品。实施例5一种集成电路板用灌封胶由按重量比为1:2的a组分和b组分组成，所述a组分包括以下重量百分比的原料：表面修饰硅掺杂纳米金刚石20份、活化聚氨酯80份；所述b组分包括以下重量百分比的原料：二甲基羟基硅油80份、三苯基膦14份；其中所述表面修饰硅掺杂纳米金刚石的制备方法，包括如下步骤：1)硅掺杂纳米金刚石：将干燥后的纳米金刚石50g与聚二甲基硅氧烷20g加入到乙醇150g中，超声2小时，然后在80℃下真空干燥箱中烘20小时；最后在氮气氛围下550℃下煅烧得到硅掺杂的纳米金刚石；2)硅掺杂纳米金刚石表面修饰：将步骤1)中制备得到的硅掺杂纳米金刚石45g分散于乙醇250g中，然后加入硅烷偶联剂kh56010g，室温下搅拌6小时，然后在80℃下真空干燥箱中烘20小时；所述活化聚氨酯的制备方法，包括如下步骤：将甲苯-2,4-二异氰酸酯10g、二月桂酸二丁基锡2g溶于甲苯100g形成溶液，在氮气氛围80℃下搅拌反应3小时，然后加入聚氨酯30g，在75℃下的所述甲苯溶液中5小时，用甲苯洗涤5次后，在真空干燥箱中85℃下干燥12小时；一种集成电路板用灌封胶的制备方法，包括如下步骤：1)a组分的制备：将表面修饰硅掺杂纳米金刚石、活化聚氨酯按比例加入高速混合机中，在高速混合机中常温下抽空搅拌60分钟，真空度0.10mpa，制成a组分；2)b组分的制备：在室温下，将催化剂、二甲基羟基硅油按比例加入高速分散机中，抽空搅拌；真空度为0.16mpa，转速为1300rpm，搅拌时间为60分钟，制成b组分；3)灌封胶成品的制备：在常温下，将a组分和b组分按比例混合均匀，在真空度0.16mpa下脱泡26分钟，然后在80℃下固化成型4小时，得到灌封胶成品。对比例市售传统有机硅灌装胶。对上述实施例1-5以及对比例所得样品进行相关性能测试，测试结果如表1所示，测试方法如下，(1)粘度：依据，按照标准gb/t10247-2008来测定；(2)拉伸强度，断裂伸长率：a、b组分混合均匀后真空脱泡，均匀涂覆在厚度为2mm的模具上，在真空度0.16mpa下脱泡26分钟，然后在80℃下固化成型4小时后按gb/t528-2009测试；(3)硬度：按gb/t531-2008测试邵氏a硬度；(4)介电强度：按gb/t1695-2005测试介电强度；(5)体积电阻率：按gb/t1692-2008测试体积电阻率；(6)热导率：按gb/t11205-2009测试热导率；(7)阻燃性：按ul94测试阻燃级别。从下表可以看出，与市售传统有机硅灌封胶相比，本发明实施例公开的灌封胶具有较好的阻燃性(v-0级)、导热系数(2.4-2.9w/m.k)、电绝缘性能(介电强度34-44kv/mm，体积电阻率5.1×1015-6.2×1015q.cm)、力学性能(拉伸强度4.6-5.6mpa，断裂伸长率300-375％，硬度76-78a)、良好的流动性(粘度2200-2400mpa.s)。表1实施例和对比例样品性能测试结果项目实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5对比例粘度(mpa.s)240023502300224022005500硬度(shorea)767875797860拉伸强度(mpa)4.64.95.35.65.62断裂伸长率(％)300330350362375182介电强度(kv/mm)343739424425体积电阻率(×1015q.cm)5.15.35.65.96.22.2导热系数(w/m.k)2.42.52.62.82.91.5阻燃级别(ul94)v-0v-0v-0v-0v-0v-1以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。当前第1页12