一种用于电子封装的高导热环氧树脂导热胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及高分子复合材料技术领域，更具体地说一种用于电子封装的高导热环氧树脂导热胶及其制备方法。

背景技术

近年来随着5G时代的到来对于通讯、显示、航空航天的领域的推进日益明显，同样的，各科技领域对于电子产品零部件的体积要求越来越小，集成化越来越高，这样的需求便带来了热负荷大，传统导热胶的散热效果已无法满足当前的工艺需求。

目前行业内研发的导热胶一直存在导热系数不高，导热效果不佳，产品黏度与固化温度不够优秀的痛点，近几年虽然研发出以氮化硼或石墨烯为导热填料的导热胶，其使得胶体的导热系数有所提高，但是黏度大，造价昂贵的缺点明显并不能应用到商业化模式中。传统的单一性填充型环氧树脂导热胶，因其大量的增加导热填充材料导致胶体黏度增大，而且导热性能很难有新的突破。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种用于电子封装的高导热环氧树脂导热胶及其制备方法。

本发明具有以下有益效果：本发明采用两种不同粒径的球型氧化铝粉末，一种提前改性，另一种则是未改性的α-球型氧化铝，两种不同粒径的球型氧化铝可以构建更多的的导热通道，在与添加单一粒径的球型氧化铝粉末的环氧树脂胶相比，具有更低的黏度，更高的导热系数，更好的导热效果。由于添加球型氧化铝粉末有一部分未改性，在添加偶联剂的量上可以加以控制，改善胶体粘度与导热填料的添加量的关系。

为实现上述目的，本发明公开了如下的技术内容：

一种用于电子封装的高导热环氧树脂导热胶及其制备方法，它是由高导热环氧树脂胶主剂与固化剂组成，其中所述的高导热环氧树脂胶主剂成分(质量分数)如下：环氧树脂120-150、增韧剂5-10、分散剂2-3、偶联剂2-5、碳粉1-2、导热填料a 200-250；导热填料b100-150；所述的高导热环氧树脂胶固化剂成分(质量分数)如下：酸酐固化剂50-70、促进剂2-5。

所述一种用于电子封装的高导热环氧树脂导热胶及其制备方法，主剂所述的环氧树脂脂环族环氧树脂，优先2021p、增韧剂为MX-125、分散剂为气相二氧化硅优选H-18分散剂、偶联剂为硅烷偶联剂，优选KBM-403、碳粉为SB4、导热填料a为商用球型氧化铝，优选E503H、导热填料b为α-氧化铝粉末，优选。

所述一种用于电子封装的高导热环氧树脂导热胶及其制备方法，固化剂所述的酸酐固化剂为加热固化型酸酐固化剂，优选甲基六氢苯酐、促进剂为潜伏性环氧固化剂，优选PN-40。

如图1所示，所述一种用于电子封装的高导热环氧树脂导热胶及其制备方法，按如下步骤进行：

高导热环氧树脂导热胶主剂：

(1)准备物料，如下配方

环氧树脂120-150、增韧剂5-10、分散剂2-3、偶联剂2-5、碳粉1-2、导热填料a 200-250；

导热填料b 100-150；

(2)在温度为15-35℃且湿度为40-80％的环境下，将环氧树脂120-150、增韧剂5-10、导热填料a 200-250与导热填料b 100-150加入搅拌釜处分在300-350r/min下搅拌、混合1-1.5h；

(3)在温度为15-35℃且湿度为40-80％的环境下，将分散剂2-3、碳粉1-2加入反应釜，在100-120r/min下搅拌30min后，冷藏处理。

(4)将温度控制在15℃下，并加入偶联剂2-5至反应釜中，并在600r/min进行搅拌40min，

静置10min后进行抽真空、脱泡、冷藏处理得到主剂样品。

高导热环氧树脂导热胶固化剂：

(1)准备物料，如下配方

酸酐固化剂50-70、促进剂2-5。

(2)将酸酐固化剂50-70、促进剂2-5添加到冷却至0-5℃的主剂样品中，并用调胶刀缓慢搅拌，冷藏处理得初始样品。

(3)将冷却至5-10℃初始样品后倒入搅拌釜中，转速调整为600r/min进行搅拌20min，后脱泡、冷藏至0℃，得最终产品。

本发明更进一步公开了一种高导热环氧树脂导热胶在用于用于电子产品零部件封装的高导热环氧树脂导热胶的应用及制备方法，特别是在热机械性能方面，效果明显，热稳定性优于主流产品，对于固化条件的普适化。

附图说明

图1为本发明的制备方法

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

环氧树脂复合物主剂：

(1)准备物料，如下配方

主剂为环氧树脂为脂环型环氧树脂，优先2021P；

增韧剂为MX-125；

分散剂为气相二氧化硅优选H-18分散剂；

偶联剂为硅烷偶联剂，优选KBM-403；

碳粉为SB4；

导热填料为商用球型氧化铝、α-氧化铝粉末的一种或多种。

(2)在温度为15-35℃且湿度为40-80％的环境下，将环氧树脂2021P 120份、增韧剂MX-125

5份、导热填料a商用球型氧化铝200份与导热填料α-氧化铝粉末100份加入搅拌釜处分在300-350r/min下搅拌、混合1-1.5h；

(3)在温度为15-35℃且湿度为40-80％的环境下，将分散剂H-18 2份、碳粉SB4 1份加入反应釜，在100-120r/min下搅拌30min后，冷藏处理。

(4)将温度控制在15℃下，并加入偶联剂KBM-403 2份至反应釜中，并在600r/min进行搅拌40min，静置10min后进行抽真空、脱泡、冷藏处理得到主剂样品。

环氧树脂复合物固化剂：

(1)准备物料，如下配方

酸酐固化剂为加热固化型酸酐固化剂，优选甲基六氢苯酐；

促进剂为潜伏性环氧固化剂，优选PN-40。

(2)将酸酐固化剂甲基六氢苯酐50份、促进剂PN-40 2份添加到冷却至0-5℃的主剂样品中，并用调胶刀缓慢搅拌，冷藏处理得初始样品。

(3)将冷却至5-10℃初始样品后倒入搅拌釜中，转速调整为600r/min进行搅拌20min，后脱泡、冷藏至0℃，得最终产品。

实施例二

取环氧树脂脂环族环氧树脂为2021p 150份、增韧剂为MX-125 10份、分散剂为气相二氧化硅优选H-18分散剂3份、偶联剂为硅烷偶联剂KBM-403 5份、碳粉为SB4 2份、导热填料a为商用球型氧化铝E503H 250份、导热填料b为α-氧化铝粉末150份。

取酸酐固化剂甲基六氢苯酐70份、促进剂PN-40 5份。

操作条件与实施例一完全一致。

实施例三

取环氧树脂脂环族环氧树脂为2021p 130份、增韧剂为MX-125 8份、分散剂为气相二氧化硅优选H-18分散剂2份、偶联剂为硅烷偶联剂KBM-403 3份、碳粉为SB4 2份、导热填料a为商用球型氧化铝E503H 250份、导热填料b为α-氧化铝粉末150份。

取酸酐固化剂甲基六氢苯酐60份、促进剂PN-40 4份。

操作条件与实施例一完全一致。

实施例四

取环氧树脂脂环族环氧树脂为2021p 150份、增韧剂为MX-125 5份、分散剂为气相二氧化硅优选H-18分散剂2份、偶联剂为硅烷偶联剂KBM-403 5份、碳粉为SB4 1份、导热填料a为商用球型氧化铝E503H 250份、导热填料b为α-氧化铝粉末150份。

取酸酐固化剂甲基六氢苯酐70份、促进剂PN-40 3份。

操作条件与实施例一完全一致。

以下为本发明的具体实施例以及对应的性能测试数据

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