专利名称：导热粘结材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种导热粘结材料及其制备方法。
背景技术：
随着微电子及集成电路迅速发展，电子器件向着高频率、高组装密度及小尺寸方向不断推进，尤其是最近几年对大功率电子产品的需求迫切，散热已成为影响电子器件可靠性和使用寿命的关键因素，散热问题已为电子元件小型化进程重要障碍，热传输和热耗散性能已是封装水平高低的重要考核指标。目前，导热粘结材料已成为解决散热问题的必备手段之一，特别是在电子封装领域，绝缘型环氧基导热胶粘结材料已被广泛采用，受到高度重视。
传统的导热粘结材料的热导率大多数都在2. Off/(m. K)以下，已不能满足实际大
功率、高度集成电子产品发展需要。一般可以通过添加无机导热颗粒来增加导热粘结材料的热导率。导热粘结材料的添加量较少时，存在无机导热颗粒彼此间未形成接触和相互作用的状态，既未能形成导热通路，导热粘结材料的导热性提高不大。随着无机导热颗粒的添加量的增加，无机导热颗粒间形成接触或相互作用，导热粘结材料内就会形成类似网状或链状结构形态，导热性能提高很快热阻就会减少，热导率就会增大。但是当无机导热颗粒增加到一定程度，导热粘结材料会因为无机导热颗粒过多使无机导热颗粒间的有机层被撕裂。而这种状态下的导热粘结材料的机械力学性能远远不能满足要求。
发明内容
基于此，有必要提供一种热导率较高且机械性能较好的导热粘结材料及其制备方法。一种导热粘结材料，由组分A和组分B混合后固化形成；所述组分A按照质量比例包括100份的环氧树脂、20份 30份的活性稀释剂、30份 50份的改性无机导热材料以及10份 15份的有机溶剂；其中，所述改性无机导热材料为偶联剂吸附在无机导热颗粒表面形成；所述组分B包括固化剂和所述有机溶剂。在一个实施例中，所述环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂和脂环族类环氧树脂中的至少一种。在一个实施例中，所述活性稀释剂为环氧基己二醇二缩水甘油醚、环氧基乙二醇缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚和丁基缩水甘油醚中的至少一种。 在一个实施例中，所述无机导热颗粒包括A1203、AIN、Si3N4和导热石墨粉。在一个实施例中，所述Al2O3的粒径为O. 5 μ πΓ6 μ m，所述AlN的粒径为I μ πΓ5 μ m,所述Si3N4的粒径为O. 5 μ πΓ4 μ m,所述导热石墨粉的粒径为10 μ πΓ 5 μ m。在一个实施例中，所述偶联剂为Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、Y _(2，3)环氧(丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、Y-氨丙基三乙氧基硅烷、四异丙基二(亚磷酸二辛酯)钦酸酷、乙稀基二(b_甲氧基乙氧基)娃烧和乙稀基二乙氧基娃烧中的至少一种。在一个实施例中，所述B组分按照质量比例包括30份 45份的所述固化剂和10份 15份的所述有机溶剂；所述固化剂为低分子聚酰胺、改性多元胺或苯酐。在一个实施例中，所述组分A还包括4份飞份的增韧剂。在一个实施例中，所述组分A还包括O. 6份 I. 5份的固化促进剂、紫外线吸收剂、耐黄变剂和抗氧化剂中的至少一种。一种导热粘结材料的制备方法，包括如下步骤按照质量分数将O. 3份 I. 5份的偶联剂溶解于醇水混合液中配制成浓度为3mg/ mL 15mg/mL的醇水溶液，按照质量分数将30份飞O份的无机导热颗粒分散在水中得到浓度为150mg/mL 300mg/mL的悬浮液,在50°C 70°C将所述醇水溶液和所述悬浮液混合I. 5h^3h后取出干燥，所述偶联剂吸附在无机导热颗粒表面，得到改性无机导热材料；按照质量分数在55°C 65°C下将100份的环氧树脂、20份 30份的活性稀释剂和30份 50份的所述改性无机导热材料混匀，得到中间产物，接着在室温下向所述中间产物加入10份 15份的有机溶剂，混匀后研磨并进行真空脱气泡处理，得到组分A ；按照质量分数在室温下将30份 45份的固化剂分散到10份 15份的所述有机溶剂中，得到组分B;以及将所述组分A和所述组分B混合后固化形成所述导热粘结材料。这种导热粘结材料通过偶联剂吸附在无机导热颗粒形成的改性无机导热材料，可以增强无机颗粒在有机树脂中的相容性，可降低固化后无机物与有机物之间存在的界面缺陷及界面应力，从而可以在较多量的添加改性无机导热材料的同时无机导热颗粒间的有机层较好的被保留，增强了导热粘结材料的结合力，从而使得导热粘结材料的机械性能较好。相对于传统的导热粘结材料，这种导热粘结材料的导热率较高、机械性能较好。
图I为一实施方式的导热粘结材料的制备方法的流程图。
具体实施例方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式
做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。一实施方式的导热粘结材料，由组分A和组分B混合后固化形成。组分A按照质量比例包括100份的环氧树脂、20份 30份的活性稀释剂、30份飞O份的改性无机导热材料以及10份 15份的有机溶剂。环氧树脂可以为缩水甘油醚类环氧树脂和脂环族类环氧树脂中的至少一种。具体的，环氧树脂可以为缩水甘油醚类环氧树脂E44、缩水甘油醚类环氧树脂E51、脂环族类环氧树脂CY179和脂环族类环氧树脂CY184中的至少一种。
活性稀释剂可以为环氧基己二醇二缩水甘油醚、环氧基乙二醇缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚和丁基缩水甘油醚中的至少一种。改性无机导热材料为偶联剂吸附在无机导热颗粒表面形成。偶联剂吸附在无机导热颗粒形成的改性无机导热材料表面具有化学活性官能团，从而可以增强无机颗粒在有机树脂中的相容性，可降低固化后无机物与有机物之间存在的界面缺陷及界面应力。无机导热颗粒包括A1203、A1N、Si3N4和导热石墨粉等。Al2O3的热导率为35W/(mK)，B-Al2O3单晶具有热导率高、介电强度大等优点。β -Si3N4的热导率为80 W / (mK)，在微波透过材料和微电子封装材料等领域展现了良好的应用前景，影响其热导率的因素主要为晶界相物相及其含量、晶格内缺陷、晶粒尺寸以及微观结构的各向异性等。SiSN4在导热粘结材料中含量的增加，会导致导热粘结材料中形成导热网络，从而 增加导热粘结材料的导热率。单晶的导热石墨粉的热导率为490W/(mK)，而多晶的导热石墨粉的热导率为60/(mK)左右。采用A1203、AIN、Si3N4和导热石墨粉四种不同的无机导热颗粒来提高导热粘结材料的结合力及分散性，从而导热粘结材料的导热性进一步提高。本实施方式中，Al2O3的粒径为O. 5 μ πΓ6 μ m, AlN的粒径为I μ πΓ5 μ m, SJN4的粒径为O. 5 μ πΓ4 μ m,导热石墨粉的粒径为10 μ πΓ 5 μ m。不同粒径及形状的无机导热颗粒之间可以起到互补作用，增强无机导热颗粒在导热粘结材料中的添加量，有效提高导热粘结材料的导热性能。偶联剂可以为Y -(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(KH570)、Y- (2，3)环氧(丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH560)、Y-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、四异丙基二(亚磷酸二辛酯)钛酸酯(NDZ-401)、乙烯基三(b-甲氧基乙氧基)硅烷(A172)和乙烯基三乙氧基硅烷(A151)中的至少一种。有机溶剂可以为乙醇、丙酮、二甲苯、甲苯或苯。本实施方式中，组分A还可以包括4份飞份的增韧剂。增塑剂可以为邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯，邻苯二甲酸二庚酯(DHP)、邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)或邻苯二甲酸二异辛酯。本实施方式中，组分A还可以包括O. 6份 1. 5份的固化促进剂、紫外线吸收剂、耐黄变剂和抗氧化剂中的至少一种。固化促进剂可以为2，4，6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)。紫外线吸收剂可以为2-(2H_苯并三氮唑-2-基)对甲苯酚。抗氧化剂可以为亚磷酸三(2，4- 二叔丁基苯基)酯。耐黄变剂可以为复配抗黄变剂V76-P或抗黄变剂V78-P。组分B按照质量比例包括30份 45份的固化剂和10份 15份的上述有机溶剂。固化剂可以为低分子聚酰胺、改性多元胺或苯酐。具体的，固化剂可以为聚酰胺600固化剂、聚酰胺650固化剂、改性多元胺T31固
化剂、甲基四氢苯酐或甲基六氢苯酐。这种导热粘结材料在使用的时候将组分A和组分B混合，即可。
这种导热粘结材料通过偶联剂吸附在无机导热颗粒形成的改性无机导热材料，可以增强无机颗粒在有机树脂中的相容性，可降低固化后无机物与有机物之间存在的界面缺陷及界面应力，从而可以在较多量的添加改性无机导热材料的同时无机导热颗粒间的有机层较好的被保留，增强了导热粘结材料的结合力，从而使得导热粘结材料的机械性能较好。相对于传统的导热粘结材料，这种导热粘结材料的导热率较高、机械性能较好。如图I所示的上述导热粘结材料的制备方法，包括如下步骤S10、按照质量分数将O. 3份 I. 5份的偶联剂溶解于醇水混合液中配制成浓度为3mg/mL"l5mg/mL的醇水溶液,按照质量分数将30份 50份的无机导热颗粒分散在水中得到浓度为150mg/mL 300mg/mL的悬浮液，在50°C 70°C将所述醇水溶液和所述悬浮液混合
I.5tT3h后取出干燥，所述偶联剂吸附在无机导热颗粒表面，得到改性无机导热材料。醇水混合液可以为醇与水体积比为95:5^90:10的混合液。
干燥可以为冷冻干燥或喷雾干燥。S20、按照质量分数在55°C 65°C下将100份的环氧树脂、20份 30份的活性稀释剂和30份 50份的SlO得到的改性无机导热材料混匀，得到中间产物，接着在室温下向所述中间产物加入10份 15份的有机溶剂，混匀后研磨并进行真空脱气泡处理，得到组分A。一般可以选择先在55°C 65°C下将100份的环氧树脂混匀，接着保持温度为550C 65°C加入20份 30份的活性稀释剂混匀，最后加入30份 50份的改性无机导热材料混匀，从而得到中间产物。混匀的方式可以采用搅拌，具体的，可以直接搅拌，或是使用搅拌机搅拌。得到中间产物的操作中，也可以同时加入4份飞份的增韧剂，O. 6份 I. 5份的固化促进剂、紫外线吸收剂、耐黄变剂或抗氧化剂，添加上述成分后混匀即可。真空脱气泡处理的时间可以为O. 5tTlh，该操作在O. IMpa大气压下进行。S30、按照质量分数在室温下将30份 45份的固化剂分散到10份 15份的所述有机溶剂中，得到组分B。S40、将S20得到的组分A和S30得到的组分B混合后固化形成导热粘结材料。以下为具体实施例，其中出现的所有份数均为质量分数。采用北京冠测试验仪器有限公司生产的型号为GEST-121的高电阻微电流测试仪，测试本发明专利的导热胶粘结材料的电阻率；采用湘潭市仪器仪表有限公司生产的型号为DRP-II的导热系数测试仪测量本发明专利的导热胶粘结材料的导热系数。实施例I将I. 5份的A172配制成醇水溶液(醇水混合液的体积为IOOmL,醇水体积比为90/10), 300rpm搅拌分散半个小时,50份的无机导热颗粒分散在水中得到的浓度为200mg/mL的悬浊液，在60°C下将醇水溶液和悬浊液混合，2h后取出并喷雾干燥，A172吸附在无机导热颗粒表面，得到改性无机导热材料。本实施例中，无机导热颗粒为4份的Al203、21份的A1NU8份的Si3N4和7份的导热石墨粉组成的混合物。先将60份的E51树脂加热到60°C，搅拌作用下加入40份的CY179树脂，混合搅拌O. 5h。之后加入25份的环氧基己二醇二缩水甘油醚,再搅拌O. 5h, 1500rpm转速下搅拌均匀后加入50份的改性导热超微颗粒，再搅拌O. 5h，而后将温度由60°C降到室温，加入8份的乙醇、5份的邻苯二甲酸二丁酯、O. 2份的DMP-30、0. 2份的V76-P和O. 2份的亚磷酸三(2, 4- 二叔丁基苯基)酯，连续搅拌O. 5h后研磨Ih, O. IMpa大气压下,真空脱气泡处理Ih,得到组分A。将5份的650固化剂、10份的T31固化剂、30份的甲基四氢苯酐以及12份的乙醇加入到搅拌分散机中，在1500rpm转速下搅拌lh，得到组分B。导热粘结材料的导热性和电阻率测量将组分A与组分B混合均匀搅拌后，O. IMpa大气压下，真空脱气泡处理lOmin，涂覆、加热固化后，测得导热粘结材料的导热率为4. 2W/(m · K)，电阻率为 6. 17 X IO15 Ω · cm。实施例2将O. 3份的NDZ-401配制成醇水溶液(醇水混合液的体积为IOOmL,醇水体积比为90/10), 300rpm搅拌分散半个小时,48份的无机导热颗粒分散在水中得到的浓度为150mg/mL的悬浊液，在50°C下将醇水溶液和悬浊液混合，2h后取出并冷冻干燥，NDZ-401吸附在无机导热颗粒表面，得到改性无机导热材料。本实施例中，无机导热颗粒为3份的Al203、22份 的A1N、16份的Si3N4和7份的导热石墨粉组成的混合物。先将65份的E51树脂加热到55°C，搅拌作用下加入35份的CY179树脂，混合搅拌O. 5h。之后加入25份的环氧基己二醇二缩水甘油醚,再搅拌O. 5h, 1500rpm转速下搅拌均匀后加入48份的改性导热超微颗粒，再搅拌O. 5h，而后将温度由60°C降到室温，加入8份的乙醇、5份的邻苯二甲酸二丁酯、O. 2份的DMP-30、0. 3份的V78-P和O. 3份的亚磷酸三(2，4- 二叔丁基苯基)酯，连续搅拌O. 5h后研磨Ih, O. IMpa大气压下,真空脱气泡处理O. 5h，得到组分A。将10份的600固化剂、5份的T31固化剂、30份的甲基四氢苯酐以及12份的乙醇加入到搅拌分散机中，在1500rpm转速下搅拌lh，得到组分B。导热粘结材料的导热性和电阻率测量将组分A与组分B混合均匀搅拌后，O. IMpa大气压下，真空脱气泡处理5min，涂覆、加热固化后，测得导热粘结材料的导热率为4. Off/(m · K)，电阻率为 6. 28 XlO15 Ω . cm。实施例3将I份的KH560配制成醇水溶液(醇水混合液的体积为IOOmL,醇水体积比为90/10), 300rpm搅拌分散半个小时,45份的无机导热颗粒分散在水中得到的浓度为200mg/mL的悬浊液，55°C下将醇水溶液和悬浊液混合，2h后取出并喷雾干燥，KH560吸附在无机导热颗粒表面，得到改性无机导热材料。本实施例中，无机导热颗粒为2份的Al203、24份的A1NU3份的Si3N4和6份的导热石墨粉组成的混合物。先将70份的E51树脂加热到65°C，搅拌作用下加入30份的CY179树脂，混合搅拌O. 5h。之后加入25份的环氧基己二醇二缩水甘油醚,再搅拌O. 5h, 1500rpm转速下搅拌均匀后加入45份的改性导热超微颗粒，再搅拌O. 5h，而后将温度降到室温，加入8份的乙醇、5份的邻苯二甲酸二丁酯O. 2份的DMP-30、0. 3份的V78-P和O. 4份的亚磷酸三(2，4- 二叔丁基苯基)酯，连续搅拌O. 5h后研磨lh，O. IMpa大气压下，真空脱气泡处理lh，得到组分A0将13份的650固化剂、8份的T31固化剂、24份的甲基四氢苯酐以及13份的乙醇加入到搅拌分散机中，在1500rpm转速下搅拌lh，得到组分B。导热粘结材料的导热性和电阻率测量将组分A与组分B混合均匀搅拌后，O. IMpa大气压下，真空脱气泡处理lOmin，涂覆、加热固化后，测得导热粘结材料的导热率为3. 9W/(m. K)，电阻率为 5. 84 XlO15 Ω. cm。实施例4将I. 2份的KH550配制成醇水溶液(醇水混合液的体积为IOOmL,醇水体积比为90/10), 300rpm搅拌分散半个小时,46份的无机导热颗粒分散在水中得到的浓度为200mg/mL的悬浊液，65°C下将醇水溶液和悬浊液混合，I. 5h后取出并喷雾干燥，KH550吸附在无机导热颗粒表面，得到改性无机导热材料。本实施例中，无机导热颗粒为4份的A1203、16份的A1N、20份的SJN4和6份的导热石墨粉组成的混合物。先将75份的E51树脂加热到60°C，搅拌作用下加入25份的CY179树脂，混合搅拌O. 5h。之后加入25份的环氧基己二醇二缩水甘油醚,再搅拌O. 5h, 1500rpm转速下搅拌均匀后加入46份的改性导热超微颗粒，再搅拌O. 5h，而后将温度降到室温，加入8份的乙醇、5份的邻苯二甲酸二丁酯、O. 2份的DMP-30、0. 3份的V76_P、0. 5份的抗氧化剂和O. I份的 2-(2H-苯并三氮唑-2-基)对甲苯酚，连续搅拌O. 5h后研磨lh，0. IMpa大气压下，真空脱气泡处理lh，得到组分A。将10份的600固化剂、5份的T31固化剂、20份的甲基四氢苯酐以及12份的乙醇加入到搅拌分散机中，在1500rpm转速下搅拌lh，得到组分B。导热粘结材料的导热性和电阻率测量将组分A与组分B混合均匀搅拌后，O. IMpa大气压下，真空脱气泡处理lOmin，涂覆、加热固化后，测得导热粘结材料的导热率为3. 4W/(m. K)，电阻率为 6. 05 XlO15 Ω. cm。实施例5将O. 8份的NDZ-401配制成醇水溶液(醇水混合液的体积为IOOmL,醇水体积比为90/10), 300rpm搅拌分散半个小时,40份的无机导热颗粒分散在水中得到的浓度为250mg/mL的悬浊液，70°C下将醇水溶液和悬浊液混合，2. 5h后取出并喷雾干燥，NDZ-401吸附在无机导热颗粒表面，得到改性无机导热材料。本实施例中，无机导热颗粒为4份的A1203、19份的A1N、12份的Si3N4和5份的导热石墨粉组成的混合物。先将70份的E51树脂加热到60°C，搅拌作用下加入30份的CY184树脂，混合搅拌O. 5h。之后加入25份的环氧基己二醇二缩水甘油醚,再搅拌O. 5h, 1500rpm转速下搅拌均匀后加入40份的改性导热超微颗粒，再搅拌O. 5h，而后将温度降到室温，加入8份的乙醇、5份的邻苯二甲酸二丁酯、O. 2份的DMP-30、0. 3份的V76-P和O. 4份的亚磷酸三(2，4- 二叔丁基苯基)酯，连续搅拌O. 5h后研磨lh，0. IMpa大气压下，真空脱气泡处理lh，得到组分A0将14份的650固化剂、8份的T31固化剂、23份的甲基四氢苯酐以及12份的乙醇加入到搅拌分散机中，在1500rpm转速下搅拌lh，得到组分B。导热粘结材料的导热性和电阻率测量将组分A与组分B混合均匀搅拌后，O. IMpa大气压下，真空脱气泡处理lOmin，涂覆、加热固化后，测得导热粘结材料的导热率为3. 3W/(m. K)，电阻率为 5. 76 XlO15 Ω . cm。实施例6将I份的KH560配制成醇水溶液(醇水混合液的体积为IOOmL,醇水体积比为90/10), 300rpm搅拌分散半个小时,45份的无机导热颗粒分散在水中得到的浓度为200mg/mL的悬浊液，65°C下将醇水溶液和悬浊液混合，I. 5h后取出并喷雾干燥，KH560吸附在无机导热颗粒表面，得到改性无机导热材料。本实施例中，无机导热颗粒为4份的A1203、16份的A1N、20份的Si3N4和5份的导热石墨粉组成的混合物。先将60份的E51树脂加热到60°C，搅拌作用下加入40份的E44树脂，混合搅拌O. 5h。之后加入20份的环氧基己二醇二缩水甘油醚,再搅拌O. 5h, 1500rpm转速下搅拌均匀后加入45份的改性导热超微颗粒，再搅拌O. 5h，而后将温度降到室温，加入8份的乙醇、5份的邻苯二甲酸二丁酯、O. 3份的DMP-30、0. 2份的V76_P、0. 5份的亚磷酸三(2，4- 二叔丁基苯基)酯和O. I份的2-(2H-苯并三氮唑-2-基)对甲苯酚，连续搅拌O. 5h后研磨lh，O. IMpa大气压下，真空脱气泡处理lh，得到组分A。将12份的650固化剂、10份的T31固化剂、16份的甲基四氢苯酐以及13份的乙醇加入到搅拌分散机中，在1500rpm转速下搅拌Ih,得到组分B。导热粘结材料的导热性和电阻率测量将组分A与组分B混合均匀搅拌后，O. IMpa 大气压下，真空脱气泡处理lOmin，涂覆、加热固化后，测得导热粘结材料的导热率为3. 4W/(m. K)，电阻率为 6. 16 XlO15 Ω . cm。实施例7将I份的KH570配制成醇水溶液(醇水混合液的体积为IOOmL,醇水体积比为90/10), 300rpm搅拌分散半个小时,48份的无机导热颗粒分散在水中得到的浓度为250mg/mL的悬浊液，60°C下将醇水溶液和悬浊液混合，2. 5h后取出并冷冻干燥，KH570吸附在无机导热颗粒表面，得到改性无机导热材料。本实施例中，无机导热颗粒为4份的A1203、15份的A1N、24份的Si3N4和5份的导热石墨粉组成的混合物。先将80份的E51树脂加热到60°C，搅拌作用下加入20份的CY179树脂，混合搅拌O. 5h。之后加入20份的环氧基己二醇二缩水甘油醚,再搅拌O. 5h, 1500rpm转速下搅拌均匀后加入48份的改性导热超微颗粒，再搅拌O. 5h，而后将温度降到室温，加入8份的乙醇、5份的邻苯二甲酸二丁酯、O. 2份的DMP-30、0. 3份的V76_P、0. 4份的亚磷酸三(2，4- 二叔丁基苯基)酯和O. I份的2-(2H-苯并三氮唑-2-基)对甲苯酚，连续搅拌O. 5h后研磨lh，
O.IMpa大气压下，真空脱气泡处理lh，得到组分A。将12份的650固化剂、10份的T31固化剂、16份的甲基四氢苯酐以及12份的乙醇加入到搅拌分散机中，在1500rpm转速下搅拌Ih,得到组分B。导热粘结材料的导热性和电阻率测量将组分A与组分B混合均匀搅拌后，O. IMpa大气压下，真空脱气泡处理lOmin，涂覆、加热固化后，测得导热粘结材料的导热率为3. 6W/(m. K)，电阻率为 6. 37 XlO15 Ω . cm。实施例8将I份的KH550配制成醇水溶液(醇水混合液的体积为IOOmL,醇水体积比为90/10), 300rpm搅拌分散半个小时,35份的无机导热颗粒分散在水中得到的浓度为250mg/mL的悬浊液，60°C下将醇水溶液和悬浊液混合，2. 5h后取出并喷雾干燥，KH550吸附在无机导热颗粒表面，得到改性无机导热材料。本实施例中，无机导热颗粒为3份的A1203、13份的A1NU4份的Si3N4和5份的导热石墨粉组成的混合物。先将100份的E51树脂加热到60°C，之后加入20份的环氧基己二醇二缩水甘油醚，再搅拌O. 5h, 1500rpm转速下搅拌均勻后加入35份的改性导热超微颗粒,再搅拌O. 5h,而后将温度降到室温，加入8份的乙醇、5份的邻苯二甲酸二丁酯、O. 3份的DMP-30、0. 4份的V78-P、0. 5份的亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯和O. 2份的2_(2H_苯并三氮唑-2-基)对甲苯酚，连续搅拌O. 5h后研磨lh，0. IMpa大气压下，真空脱气泡处理lh，得到组分A。将25份的650固化剂、10份的T31固化剂以及12份的乙醇加入到搅拌分散机中，在1500rpm转速下搅拌lh，得到组分B。导热粘结材料的导热性和电阻率测量将组分A与组分B混合均匀搅拌后，O. IMpa大气压下，真空脱气泡处理lOmin，涂覆、加热固化后，测得导热粘结材料的导热率为2. 4W/(m · K)，电阻率为 6. 43 XlO15 Ω. cm。实施例9将I份的A151配制成醇水溶液(醇水混合液的体积为IOOmL,醇水体积比为90/10), 300rpm搅拌分散半个小时,46份的无机导热颗粒分散在水中得到的浓度为300mg/ mL的悬浊液，60°C下将醇水溶液和悬浊液混合，2. 5h后取出并喷雾干燥，A151吸附在无机导热颗粒表面，得到改性无机导热材料。本实施例中，无机导热颗粒为2份的A1203、12份的A1NU2份的Si3N4和4份的导热石墨粉组成的混合物。先将50份的E51树脂加热到60°C，搅拌作用下加入50份的E44树脂，混合搅拌
O.5h。之后加入20份的环氧基己二醇二缩水甘油醚,再搅拌O. 5h, 1500rpm转速下搅拌均匀后加入30份的改性导热超微颗粒，再搅拌O. 5h，而后将温度降到室温，加入8份的乙醇、5份的邻苯二甲酸二丁酯、O. 3份的DMP-30、0. 4份的V76_P、0. 6份的亚磷酸三(2，4- 二叔丁基苯基)酯和O. 2份的2-(2H-苯并三氮唑-2-基)对甲苯酚，连续搅拌O. 5h后研磨lh，
O.IMpa大气压下，真空脱气泡处理lh，得到组分A。将20份的650固化剂、10份的T31固化剂以及12份的乙醇加入到搅拌分散机中，在1500rpm转速下搅拌lh，得到组分B。导热粘结材料的导热性和电阻率测量将组分A与组分B混合均匀搅拌后，O. IMpa大气压下，真空脱气泡处理lOmin，涂覆、加热固化后，测得导热粘结材料的导热率为2. Iff/(m · K)，电阻率为 6. 56 X IO15 Ω · cm。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种导热粘结材料，由组分A和组分B混合后固化形成，其特征在于； 所述组分A按照质量比例包括100份的环氧树脂、20份 30份的活性稀释剂、30份飞O份的改性无机导热材料以及10份 15份的有机溶剂；其中，所述改性无机导热材料为偶联剂吸附在无机导热颗粒表面形成； 所述组分B包括固化剂和所述有机溶剂。
2.根据权利要求I所述的导热粘结材料，其特征在于，所述环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂和脂环族类环氧树脂中的至少一种。
3.根据权利要求I所述的导热粘结材料，其特征在于，所述活性稀释剂为环氧基己二醇二缩水甘油醚、环氧基乙二醇缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚和丁基缩水甘油醚中的至少一种。
4.根据权利要求I所述的导热粘结材料，其特征在于，所述无机导热颗粒包括A1203、AIN、Si3N4和导热石墨粉。
5.根据权利要求4所述的导热粘结材料，其特征在于，所述Al2O3的粒径为O.5 μ πΓ6 μ m,所述AlN的粒径为I μ πΓ5 μ m,所述Si3N4的粒径为O. 5 μ πΓ4 μ m,所述导热石墨粉的粒径为10 μ πΓ 5 μ m。
6.根据权利要求I所述的导热粘结材料，其特征在于，所述偶联剂为Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、Y - (2，3)环氧(丙氧基)丙基三甲氧基硅烷、Y-氨丙基三乙氧基硅烷、四异丙基二(亚磷酸二辛酯)钛酸酯、乙烯基三(b-甲氧基乙氧基)硅烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种。
7.根据权利要求I所述的导热粘结材料，其特征在于，所述B组分按照质量比例包括30份 45份的所述固化剂和10份 15份的所述有机溶剂； 所述固化剂为低分子聚酰胺、改性多元胺或苯酐。
8.根据权利要求I所述的导热粘结材料，其特征在于，所述组分A还包括4份飞份的增韧剂。
9.根据权利要求I所述的导热粘结材料，其特征在于，所述组分A还包括O.6份 1. 5份的固化促进剂、紫外线吸收剂、耐黄变剂和抗氧化剂中的至少一种。
10.一种导热粘结材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤 按照质量分数将O. 3份 I. 5份的偶联剂溶解于醇水混合液中配制成浓度为3mg/mL^15mg/mL的醇水溶液，按照质量分数将30份飞O份的无机导热颗粒分散在水中得到浓度为150mg/mL 300mg/mL的悬浮液,在50°C 70°C将所述醇水溶液和所述悬浮液混合I. 5h^3h后取出干燥，所述偶联剂吸附在无机导热颗粒表面，得到改性无机导热材料； 按照质量分数在55°C 65°C下将100份的环氧树脂、20份 30份的活性稀释剂和30份 50份的所述改性无机导热材料混匀，得到中间产物，接着在室温下向所述中间产物加入10份 15份的有机溶剂，混匀后研磨并进行真空脱气泡处理，得到组分A ； 按照质量分数在室温下将30份 45份的固化剂分散到10份 15份的所述有机溶剂中，得到组分B;以及 将所述组分A和所述组分B混合后固化形成所述导热粘结材料。
全文摘要
本发明公开了一种导热粘结材料，由组分A和组分B混合后形成；组分A按照质量比例包括100份的环氧树脂、20份~30份的活性稀释剂、30份~50份的改性无机导热材料以及10份~15份的有机溶剂；改性无机导热材料为偶联剂吸附在无机导热颗粒表面形成；组分B包括固化剂和有机溶剂。偶联剂吸附在无机导热颗粒形成的改性无机导热材料，可以增强无机颗粒在有机树脂中的相容性，降低固化后无机物与有机物之间存在的界面缺陷及界面应力，从而可以在较多量的添加改性无机导热材料的同时无机导热颗粒间的有机层较好的被保留，增强了导热粘结材料的结合力，从而使得导热粘结材料的机械性能较好。本发明还提供一种上述导热粘接材料的制备方法。
文档编号C09C3/08GK102876272SQ20121036588
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者张维丽, 陈建军, 符冬菊, 檀满林, 李冬霜, 王晓伟, 杨建 , 童刚 申请人:深圳清华大学研究院