一种单组份高导热粘接胶及其制备方法与流程

本发明属于电子结构导热胶粘剂领域，具体涉及应用在电子器件模块封装的单组份高导热粘接胶及其制备方法。

背景技术：

1、单组份粘接胶通常具有固化快和操作便捷的功能，常用于金属和铜箔、玻璃和铜箔之间粘接，广泛应用于电子元件粘接、传感器封装和通信模块封装等领域。

2、电子封装领域对于粘接强度，粘接种类以及导热性能有着较高的要求，高导热粘接胶能保护封装器件不受高温积累、粘接不牢以及其他外部冲击的不良影响，确保电子结构粘接紧密，避免温度在内部积累，提高电子器件工作的稳定性。但本申请人在实现本申请实施例中发明技术方案过程中，发现封装技术存在如下问题：1、常规粘接胶导热率低，电子器件在使用过程中散热差，热量容易积累在电子器件内部；2、粘接强度低，适用于的粘接材料少，局限性大。

3、我国半导体电子产业处于高速发展阶段，电子结构封装对于封装温度、导热系数、冷热膨胀系数、以及粘度有着较高的要求。而目前对于满足上诉一些要求的导热粘接胶不能同时克服上述问题。如常州烯奇新材料有限公司的专利cn113004830b一种耐候性高导热石墨烯基环氧树脂胶粘剂其导热性能差，最高只有2.8w/(mk)；苏州巨峰电气绝缘系统股份有限公司的专利cn112048270b高导热环氧复合材料其导热率虽然可达4.6w/(mk)，粘度最高82946mpa·s，但都不及本发明的单组份高导热粘接胶的导热性能和粘接性能。

4、由此，有必要提供一种高导热强粘接且固化时间短，适用于电子结构粘接的胶水。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于：高导热，采用特殊材料包覆技术将球形铝粉和片状铝粉包覆融入环氧树脂和耐温树脂中，在环氧树脂和耐温树脂中构成导热网络和传热通道，克服封装器件工作时积累热量，无法高效散热问题；强粘接力，对耐温树脂和环氧树脂进行改性，保证其粘接性能；低冷热膨胀系数，克服冷热膨胀系数过大，温度升高易于炸裂，损坏粘接器件问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提出以下技术方案：

3、一种单组份高导热粘接胶，包括铝粉、片状铝粉、耐温树脂、环氧树脂、固化剂、稀释剂、偶联剂，其特征在于，所述铝粉、片状铝粉、耐温树脂、环氧树脂、固化剂、稀释剂、偶联剂的重量比为：

4、

5、优选的，球形铝粉粒径为0.07-0.1微米，片状铝粉的厚度为10-20纳米，长度为0.1-0.5微米。

6、优选的，偶联剂为硅烷偶联剂。

7、优选的，耐温树脂为双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、缩水甘油型多官能环氧树脂、杂环型环氧树脂、混合型环氧树脂、聚酰亚胺树脂和聚苯醚树脂的一种或几种。

8、优选的，环氧树脂为双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂中的一种或几种。

9、优选的，稀释剂为烯丙基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚中的一种或几种。

10、优选的，固化剂为双氰胺、二氨基二苯砜、苯酐中的一种或几种。

11、本发明还公开了一种单组份高导热粘接胶的其制备方法，包括以下步骤：

12、步骤一：按照质量份称取球形铝粉50-60份、片状铝粉20-30份、耐温树脂10-30份、环氧树脂5-15份、固化剂2-4份、稀释剂2-4份、偶联剂1-2份；

13、步骤二：将球形铝粉和片状铝粉放入行星式球磨机中，球磨的转速为200-300rpm、时间为3-5分钟；

14、步骤三：将步骤二中球磨好之后的铝粉加入偶联剂进行搅拌，转速为500-600rpm搅拌5分钟；

15、步骤四：将耐温树脂加入到步骤三搅拌好的混合物中再次进行搅拌，转速为700-900rpm搅拌十分钟；

16、步骤五：将环氧树脂加入到步骤四中搅拌好之后的混合物中进行搅拌，转速为700-900rpm搅拌十分钟；

17、步骤六：将步骤五搅拌之后的混合物中加入稀释剂，再放入行星式搅拌机中转速为500-600rpm搅拌5分钟；

18、步骤七：将步骤六搅拌之后的混合物进行冷却，冷却至5摄氏度加入固化剂，在真空状态下搅拌均匀转速为500-600rpm搅拌5分钟，并且温度控制在25摄氏度；

19、步骤八：将步骤七中的混合物低温冷冻即可得到一种单组份高导热粘接胶。

20、本发明具有如下有益效果：

21、1.本发明所述一种单组份高导热粘接胶采用特殊材料包覆导热粉体并通过在耐温树脂和环氧树脂体系中添加偶联剂和稀释剂，可以实现导热粉体填充量高达90％及以上，有效提高导热性能。

22、2.本发明所述一种单组份高导热粘接胶通过在体系中添加微米和纳米粒径的铝粉组成高导热粉体，可实现高导热性能。微米和纳米铝粉融入环氧树脂和耐温树脂中可以构建出高效的导热通道以提高导热率，便于将热量传递出去。经过实验测试，本发明的单组份高导热粘接胶的导热系数为5.12w/(m·k)，比专利号cn112048270b的导热环氧复合材料的导热率要高。因此本发明的单组份高导热粘接胶具有高效导热能力。

23、3.本本发明提供一种单组份高导热粘接胶粘度可达120000cps，剪切强度可达32n/cm2并通过pct饱和蒸汽测试7个循环168小时，满足长期使用的高可靠性要求。

技术特征：

1.一种单组份高导热粘接胶，包括铝粉、片状铝粉、耐温树脂、环氧树脂、固化剂、稀释剂、偶联剂，其特征在于，所述铝粉、片状铝粉、耐温树脂、环氧树脂、固化剂、稀释剂、偶联剂的重量比为：

2.根据权力要求1所述的一种单组份高导热粘接胶，其特征在于：所述球形铝粉粒径为0.07-0.1微米，片状铝粉的厚度为10-20纳米，长度为0.1-0.5微米。

3.根据权利要求1所述的一种单组份高导热粘接胶，其特征在于：所述偶联剂为硅烷偶联剂。

4.根据权利要求1所述的一种单组份高导热粘接胶，其特征在于：所述耐温树脂为双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、缩水甘油型多官能环氧树脂、杂环型环氧树脂、混合型环氧树脂、聚酰亚胺树脂和聚苯醚树脂的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的一种单组份高导热粘接胶，其特征在于：所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂、双酚f型环氧树脂、多酚型缩水甘油醚环氧树脂中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种单组份高导热粘接胶，其特征在于：所述稀释剂为烯丙基缩水甘油醚、丁基缩水甘油醚、1,4-丁二醇二缩水甘油醚中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的一种单组份高导热粘接胶，其特征在于：所述固化剂为双氰胺、二氨基二苯砜、苯酐中的一种或几种。

8.一种单组份高导热粘接胶的其制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种单组份高导热粘接胶及其制备方法，包括下列质量份组分：球形铝粉50‑60份、片状铝粉20‑30份、耐温树脂10‑30份、环氧树脂5‑15份、固化剂2‑4份、稀释剂2‑4份、偶联剂1‑2份；本发明还提出一种用于上述高导热粘接胶制备方法。本发明所述的一种单组份高导热粘接胶导热系数可达5.12W/(mK)，并且具有固化时间短和低冷热膨胀系数，能够满足市场的快速发展对粘接技术提出的更高要求。本发明所述的高导热粘接胶通过PCT饱和蒸汽测试7个循环168小时，与现有技术相比取得显著进步。

技术研发人员：邹军,张城,冯长森,钱麒,于朝蓬,石明明
受保护的技术使用者：惠创科技(台州)有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11