專(zhuān)利名稱(chēng)::導(dǎo)熱電絕緣高分子材料和包括它們的散熱基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
:本發(fā)明涉及一種導(dǎo)熱電絕緣(heat-conductivedielectric)高分子材料和一種包含所述導(dǎo)熱電絕緣高分子材料的散熱基板(heatdissipationsubstrate),特別是涉及具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(inter-penetrating-network;IPN)的導(dǎo)熱電絕緣高分子材料和包含所述導(dǎo)熱電絕緣高分子材料的散熱基板。
背景技術(shù):
:近幾年來(lái),白光發(fā)光二極管(LED)是最被看好并且最受全球矚目的新興產(chǎn)品。它具有體積小、耗電量低、壽命長(zhǎng)和反應(yīng)速度佳等優(yōu)點(diǎn),能解決過(guò)去白熾燈泡所難以克服的問(wèn)題。LED應(yīng)用于顯示器背光源、迷你型投影機(jī)、照明和汽車(chē)燈源等市場(chǎng),越來(lái)越獲得重視。然而,對(duì)于照明用的高功率LED而言,其輸入LED的功率約只有15%~20%轉(zhuǎn)換成光,其余80%~85%轉(zhuǎn)換成熱。這些熱如果無(wú)法適時(shí)逸散至環(huán)境,將使得LED元件的界面溫度過(guò)高而影響其發(fā)光強(qiáng)度和使用壽命。因此,LED元件的熱管理問(wèn)題越來(lái)越受到重視。圖1是常規(guī)上應(yīng)用于電子元件(例如LED元件,未圖示)的散熱基板IO的示意圖。所述散熱基板IO包含絕緣導(dǎo)熱材料層12和二疊置于所述絕緣導(dǎo)熱材料層12上下表面的金屬箔11。所述電子元件則設(shè)置于所述上金屬箔11上方。所述散熱基板IO的常規(guī)工藝是先將液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂加上導(dǎo)熱填料(例如氧化鋁顆粒)混煉之后加上固化劑,以形成樹(shù)脂漿。接著利用真空去除所述樹(shù)脂漿中所含的氣體后,將樹(shù)脂漿涂抹在所述下金屬箔11上。之后,將所述上金屬箔11置于所述樹(shù)脂漿表面,以形成金屬箔/樹(shù)脂漿/金屬箔的復(fù)合結(jié)構(gòu)。隨后,將所述復(fù)合結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)熱壓和固化,形成所述散熱基板IO。其中所述樹(shù)脂漿經(jīng)熱壓和固化即形成所述絕緣導(dǎo)熱材料層12。然而,所述常規(guī)工藝因受限于所述樹(shù)脂漿的性質(zhì)而存在以下缺點(diǎn)(l)所述常規(guī)工藝必項(xiàng)在特定時(shí)間內(nèi)完成,否則所述樹(shù)脂漿將固化而無(wú)法涂抹在金屬箔上,造成所述樹(shù)脂漿的浪費(fèi);及(2)所述常規(guī)工藝在進(jìn)行熱壓步驟時(shí),部分樹(shù)脂漿將會(huì)溢出兩金屬箔11夕卜,并且當(dāng)?shù)竭_(dá)熱壓溫度時(shí)會(huì)發(fā)生固體與液體的分離現(xiàn)象(separation),使得導(dǎo)電填料在所述絕緣導(dǎo)熱材料層12中分布不均,進(jìn)而影響所述散熱基板10的散熱效率。另外,針對(duì)所述樹(shù)脂漿也有不易儲(chǔ)存的問(wèn)題并且因?yàn)樗鰳?shù)脂漿呈現(xiàn)的粘滯狀態(tài)而限制所述散熱基板工藝的彈性(例如無(wú)法有效率地制作具有不同形狀的散熱基板)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明一方面提供一種導(dǎo)熱電絕緣高分子材料,其具有互穿網(wǎng)絡(luò)特性而呈現(xiàn)橡膠狀(mbbery),借此提高其可加工性和散熱特性。本發(fā)明另一方面提供一種包含所述導(dǎo)熱電絕緣高分子材料的散熱基板,其具有優(yōu)異的散熱特性和耐高電壓介電絕緣特性。本發(fā)明公開(kāi)一種導(dǎo)熱電絕緣高分子材料,具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),包含高分子成分,固化劑和導(dǎo)熱填料。所述高分子成分包含熱塑性塑料和熱固性環(huán)氧樹(shù)脂。所述固化劑用于在固化溫度下固化所述熱固性環(huán)氧樹(shù)脂。所述導(dǎo)熱填料均勻分散在所述高分子成分中。所述導(dǎo)熱電絕緣高分子材料的導(dǎo)熱系數(shù)大于0.5W/mK。其中所述熱塑性塑料與所述熱固性環(huán)氧樹(shù)脂彼此互溶且呈均相,由此使得所述導(dǎo)熱填料均勻散布在所述互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中,從而達(dá)到最佳導(dǎo)熱效果。以體積百分比計(jì)所述熱塑性塑料占所述高分子成分的10%至75%,并且因?yàn)闊崴苄运芰系奶匦远沟盟鰧?dǎo)熱電絕緣材料可以經(jīng)由熱塑性塑料工藝(如,擠壓(extrusion)、壓延(calendering)或注射成型(injectionmolding))成形'又因含有熱固性塑料,在高溫下得以固化交聯(lián),而形成熱塑性塑料與熱固性塑料的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),此結(jié)構(gòu)不但可以有耐高溫不變形的熱固性塑料特性,又擁有強(qiáng)韌不易脆裂的熱塑性塑料的特性,并可與金屬電極或基板產(chǎn)生強(qiáng)力接著。以體積百分比計(jì)所述導(dǎo)熱填料占所述導(dǎo)熱電絕緣高分子材料的40%至70%。本發(fā)明另外公開(kāi)一種散熱基板,其包含第一金屬層、第二金屬層以及導(dǎo)熱電絕緣高分子材料層。所述導(dǎo)熱電絕緣高分子材料層疊置于所述第一金屬層與所述第二金屬層之間并形成物理接觸且導(dǎo)熱系數(shù)大于0.5W/mK。所述散熱基板的厚度小于0.5mm并且可承受高于1000伏特的電壓。圖1是常規(guī)應(yīng)用于電子元件的散熱基板示意圖;以及圖2是本發(fā)明的散熱基板示意圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明的導(dǎo)熱電絕緣高分子材料包含具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子成分、固化劑和導(dǎo)熱填料。所述高分子成分包含熱塑性塑料和熱固性環(huán)氧樹(shù)脂,且以體積百分比計(jì)所述熱固性環(huán)氧樹(shù)脂占所述高分子成分的10%至75%。所述固化劑是用于在固化溫度下固化所述熱固性環(huán)氧樹(shù)脂。所述導(dǎo)熱填料均勻分散在所述高分子成分中,且以體積百分比計(jì)占所述導(dǎo)熱電絕緣高分子材料的40%,至70%。其中所述導(dǎo)熱電絕緣高分子材料的導(dǎo)熱系數(shù)大于0.5W/mK。圖2是本發(fā)明的散熱基板20示意圖,包含第一金屬層21、第二金屬層22和具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)24的導(dǎo)熱電絕緣高分子材料層23。所述第一金屬層21和第二金屬層22與所述導(dǎo)熱電絕緣高分子材料層23之間的界面形成物理接觸(physicalcontact),并且其中至少一個(gè)界面為微粗糙面25,所述微粗糙面包含多個(gè)瘤狀突出物26,并且所述瘤狀突出物的直徑主要分布在O.l微米至100微米之間,借此增加彼此間的拉力強(qiáng)度。所述導(dǎo)熱電絕緣髙分子材料層23和所述散熱基板20的制作方法說(shuō)明如下。首先將所述熱塑性塑料和所述熱固性環(huán)氧樹(shù)脂在200'C下加熱混合大約30分鐘,以生成均勻膠體。再將所述導(dǎo)熱填料加入所述均勻膠體中,混合均勻以形成均勻橡膠狀材料,再將固化劑與加速劑在80'C的溫度下加入所述均勻橡膠狀材料中,其中所述均勻橡膠狀材料具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)24。接著利用熱壓機(jī)在IOO'C下將所述均勻橡膠狀材料置于二離型膜之間,并以30kg/cn^的壓力整平以形成所述導(dǎo)熱電絕緣高分子材料層23,所述層23是呈片狀的導(dǎo)熱電絕緣復(fù)合材料。為制作所述散熱基板20,將所述二離型膜從所述導(dǎo)熱電絕緣高分子材料層23的h下表面剝離。之后,將所述導(dǎo)熱電絕緣高分子材料層23置于所述第一金屬層21與所述第二金屬層22之間;再經(jīng)160'C下30分鐘的熱壓后(并控制其厚度,例如0.2mm),即形成厚度為0.2mm的散熱基板20。在進(jìn)行上述熱壓合工藝時(shí),所述片狀導(dǎo)熱電絕緣復(fù)合材料因已具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)24而不會(huì)發(fā)生分離現(xiàn)象。其中所述第一金屬層21和所述第二金屬層22的材質(zhì)可選用銅、鎳等或以電鍍及其他物理鍍膜方式處理的金屬。所述片狀導(dǎo)熱電絕緣復(fù)合材料的外觀呈橡膠狀(非樹(shù)脂漿狀(shHTy)),因而具有方便儲(chǔ)存、加工的特性。此外,所述導(dǎo)熱電絕緣復(fù)合材料也可利用一般用于熱塑性塑料的加工方法進(jìn)行加工,借此提高其可加工性。表一所示為本發(fā)明四個(gè)實(shí)施例和比較例的散熱基板所使用的導(dǎo)熱電絕緣高分子材料層以及其比較例的成份、外觀、導(dǎo)熱特性和相對(duì)應(yīng)的散熱基板耐電壓的比較表。表一中各實(shí)施例和比較例的散熱基板厚度均為0.2tnm。表一<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表一中的氧化鋁(導(dǎo)熱填料)的顆粒大小在5至45pm之間,由DenkiKagakuKogyoKabushikiKaisya公司生產(chǎn);液態(tài)環(huán)氧樹(shù)酯采用陶氏化學(xué)公司(DowChemicalCompany)的DER33lTM,是一種熱固性環(huán)氧樹(shù)脂固化劑采用DegussaFineChemicals公司的雙氰胺(dicyandiamide,Dyhard100S)以及加速劑UR-500;熱塑性塑料是一種超高分子量苯氧基樹(shù)脂(PKHH,得自PhenoxyAssociates),其平均分子量(weightaverageMw)大于30000。由表一可知,本發(fā)明的實(shí)施例14中,因熱固性環(huán)氧樹(shù)脂(表一中的實(shí)施例和比較例使用液態(tài)環(huán)氧樹(shù)酯)與熱塑性塑料經(jīng)添加固化劑反應(yīng)后生成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),使得所生成的導(dǎo)熱電絕緣高分子材料層具有橡膠狀的外觀,適合于擠壓的加工工藝且在IO(TC下的熱壓合工藝中不會(huì)發(fā)生分層現(xiàn)象。另外,根據(jù)表一所示的導(dǎo)熱系數(shù)和擊穿電壓,本發(fā)明四個(gè)實(shí)施例確實(shí)能夠滿足應(yīng)用于電子元件散熱條件的要求。本發(fā)明導(dǎo)熱電絕緣高分子材料中的熱塑性塑料和熱固性環(huán)氧樹(shù)脂大體上彼此互溶。"大體上彼此互溶"意思是當(dāng)所述熱塑性塑料和所述熱固性環(huán)氧樹(shù)脂混合時(shí)形成具有單一玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的溶液。因?yàn)樗鰺崴苄运芰虾退鰺峁绦原h(huán)氧樹(shù)脂彼此互溶,所以當(dāng)二者混合時(shí),所述熱塑性塑料將溶解至所述熱固性環(huán)氧樹(shù)脂中,使得所述熱塑性塑料的玻璃化轉(zhuǎn)變實(shí)質(zhì)地降低,并允許二者的混合發(fā)生在低于所述熱塑性塑料的正常軟化溫度。所形成的混合物(即所述高分子成分)在室溫下呈橡膠狀(或固態(tài)),易于稱(chēng)重和儲(chǔ)存。例如,即使所述熱固性環(huán)氧樹(shù)脂是液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂,在與所述熱塑性塑料混合之后所形成的混合物,其本身雖非液態(tài)但卻可被制成似皮革的堅(jiān)韌薄膜(toughleatheryfilm)。在25'C下,所述混合物具有相當(dāng)高的粘滯系數(shù)(約105至107泊(poise)),這是避免所述高分子成分發(fā)生沉淀(settling)或重新分布(redistribution)的重要因素。此外,所述混合物在一般混合溫度下(約4CTC至100'C)具有足夠低的粘滯系數(shù)(在60。C下,約104至105泊),使得添加的固化劑和導(dǎo)熱填料可均勻分布在所述混合物中并進(jìn)行反應(yīng)。所述混合物的眾多例子可參考美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)案第07/609,682號(hào)(1990年11月6日申請(qǐng),目前已放棄)和PTC專(zhuān)利公開(kāi)案第WO92/08073號(hào)(1992年5月14日公開(kāi))(在本文中一并作為參考)。本發(fā)明導(dǎo)熱電絕緣高分子材料中的固化劑的固化溫度Teure高于10(TC,用以固化(即交聯(lián)或催化聚合)所述熱固性環(huán)氧樹(shù)脂。所述固化劑在高于混合溫度Tmw時(shí)將所述熱固性環(huán)氧樹(shù)脂快速固化,其中所述混合溫度Tmix是指所述熱塑性塑料、所述熱固性環(huán)氧樹(shù)脂以及所述固化劑混合時(shí)的溫度,且所述混合溫度Tmix—般約為25'C至10(TC。所述固化劑在所述混合溫度T謹(jǐn)下混合時(shí),并不會(huì)引發(fā)實(shí)質(zhì)固化過(guò)程(substantialcuring)。在本發(fā)明中所述固化劑的添加劑量可使所述熱固性環(huán)氧樹(shù)脂在高于所述混合溫度TmiJ寸被固化。優(yōu)選地,所述固化劑在小于約10(TC時(shí)不會(huì)引發(fā)所述實(shí)質(zhì)固化過(guò)程且使得所述導(dǎo)熱電絕緣高分子材料在25。C下保持在實(shí)質(zhì)未固化狀態(tài)(substantiallyuncured)達(dá)到少半年之久。除了上述表一的材料選用外,本發(fā)明導(dǎo)熱電絶緣高分子材料中的熱塑性塑料可選自基本上非晶形的熱塑性樹(shù)脂,其定義請(qǐng)參考"Saec/U"ng/n"ma"ortflZpZa"!'c//flmi/woit/orf/ierec/mo/ogy,£>zg//ieer朋df/5g/;礎(chǔ)'"'ow,/9S7,//a/tser尸wW!'s/ie/^,Afim/c/i"的第l頁(yè)。"基本上非晶形"意思是所述樹(shù)脂中的"結(jié)晶性"(crystallinity)部分最多占15%,優(yōu)選最多占10%,特別地最多占5%,例如占0%至5%的結(jié)晶性。所述基本上非晶形的熱塑性樹(shù)脂是高分子量聚合物,在室溫下呈堅(jiān)硬狀(rigid)或橡膠狀(rubbery),在所述高分子成分處在未固化狀態(tài)時(shí)用以提供強(qiáng)度(strength)及高粘性(highviscosity)等性質(zhì)。所述基本上非晶形的熱塑性樹(shù)脂在所述高分子成分中所占的體積百分比一般為10%至75%,優(yōu)選為15%至60%,特別地為25%至45%。所述基本上非晶形的熱塑性樹(shù)脂可以選自聚砜(polysulfone)、聚醚砜(polyethersulfone)、聚苯乙烯(polystyrene)、聚苯醚(polyphenyleneoxide)、聚苯硫醚(polyphenylenesulfide)、聚酰胺(polyamide)、苯氧基樹(shù)脂(phenoxyresin)、聚亞酰胺(polyimide)、聚醚酰亞胺(polyetherimide)、聚醚酰亞胺與硅酮的嵌段共聚物(polyetherimide/siliconeblockcopolymer)、聚氨酯(polyurethane)、聚酯(polyester:)、聚碳酸酯(polycarbonate)、丙烯酸系樹(shù)脂(acrylicresin)(例如聚甲基丙烯酸甲酯(polymethylmethacrylate)、苯乙烯(styrene)/丙烯腈(Acrylonitrile)以及苯乙烯嵌段共聚物(styreneblockcopolymers))。另外所述熱塑性塑料最優(yōu)選地可包含羥基-苯氧基醚(hydroxy-phenoxyether)高分子結(jié)構(gòu)。所述羥基-苯氧基醚是由雙環(huán)氧化物(diepoxide)與雙官能物質(zhì)(difunctionalspecies)的化學(xué)計(jì)量混合物經(jīng)聚合反應(yīng)而成。所述雙環(huán)氧化物是環(huán)氧當(dāng)量為約100至10000的環(huán)氧樹(shù)脂。例如雙酚A二縮水甘油醚、4,4'-磺酰基二苯酚的二縮水甘油醚、4,4'-氧基二苯酚的二縮水甘油醚、4,4'-二羥基二苯甲酮的二縮水甘油醚、對(duì)苯二酚二縮水甘油醚以及9,9-(4-羥基苯基)氟的二縮水甘油醚。所述雙官能物質(zhì)是二元酚、二羧酸、伯胺、二硫酚、二磺酰胺或雙仲胺(bis-secondaryamine)。所述二元酚可選自4,4'-異亞丙基雙酚(雙酚A)、4,4'-磺?;椒?、4,4'-氧基二苯酚、4,4'-二羥基二苯甲酮或9,9-雙(4-羥基苯基)芴。所述二羧酸可選自間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、4,4'-亞聯(lián)苯基二羧酸(4,4'-biphenylenedicarboxylicacid)或2,6-萘二羧酸(2,6-naphthalenedicarboxylicacid)。所述雙仲胺可選自哌嗪、二甲基哌嗪或l,2-雙(N-甲基氨基)乙烷。所述伯胺可選自對(duì)甲氧基苯胺(4-甲氧基苯胺(4-methoxyaniline))或乙醇胺(2-氨基乙醇(2-aminoethano1))。所述二硫酚可為4,4'-二巰基二苯醚(4,4'-dimercaptodiphenylether)。所述二磺酰胺可選自N,N'-二甲基-l,3-苯二磺酰胺或N,N'-雙(2-羥基乙基)-4,4-聯(lián)苯二磺酰胺。此外,所述雙官能物質(zhì)也可以是包含兩種可與環(huán)氧基反應(yīng)的不同官能團(tuán)的混合物;例如;水楊酸以及4-羥基苯甲酸。本發(fā)明導(dǎo)熱電絶緣高分子材料中的熱塑性塑料也可選自液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂與雙酚A、雙酚F或雙酚S的反應(yīng)產(chǎn)物、液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂與二價(jià)酸的反應(yīng)產(chǎn)物或液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂與胺類(lèi)的反應(yīng)產(chǎn)物。本發(fā)明導(dǎo)熱電絶緣高分子材料中的熱固性環(huán)氧樹(shù)脂除表一所述的材料外,也可選自^Wf!ow,/9S7,Hanwr/^W^/zers,M"m'c/i"的第l頁(yè)及第2頁(yè)中所定義的熱固性樹(shù)脂。所述熱固性樹(shù)脂在所述高分子成分中所占的體積百分比一般為90%至25%,優(yōu)選為85%至40%,特別為75%至55%。并且所述高分子成分中的所述基本上非晶形的熱塑性樹(shù)脂與所述熱固性樹(shù)脂的體積比大約為1:9至3:1。所述熱固性樹(shù)脂優(yōu)選具有大于2的官能度。在室溫下,所述熱固性樹(shù)脂呈液態(tài)或固態(tài)。如果所述熱固性樹(shù)脂在不加入熱塑性樹(shù)脂的條件下固化,則所述熱固性樹(shù)脂將呈堅(jiān)硬狀或橡膠狀。優(yōu)選的熱固性樹(shù)脂是未固化的環(huán)氧樹(shù)脂,特別是ASTMD1763所定義的未固化液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂。關(guān)于液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂可參考"Vfe/wme2fi"/zg/打eew(iMafer/a/sHami^o/c,P/加/cs,pwZfc/zed6;yASM/""mw!'o"ar第240241頁(yè)的敘述。有關(guān)"環(huán)氧樹(shù)脂"一詞是指包含至少兩個(gè)環(huán)氧官能團(tuán)的傳統(tǒng)二聚環(huán)氧樹(shù)脂、寡聚環(huán)氧樹(shù)脂或聚合環(huán)氧樹(shù)脂。所述環(huán)氧樹(shù)脂的種類(lèi)可以是雙酚A與表氯醇的反應(yīng)產(chǎn)物、酚與甲醛的反應(yīng)產(chǎn)物(酚醛清漆樹(shù)脂(novolacresin))、表氯醇、環(huán)脂族類(lèi)、過(guò)酸環(huán)氧樹(shù)脂(peracidepoxy)及縮水甘油醚、表氯醇與對(duì)氨基苯酚(p-aminophenol)的反應(yīng)產(chǎn)物、表氯醇與乙二醛四苯酚(glyoxaltetraphenol)的反應(yīng)產(chǎn)物、酚酴環(huán)氧樹(shù)脂或雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂。商用上可得到的環(huán)氧化優(yōu)選為3,4-環(huán)氧基環(huán)己基甲基3,4-環(huán)氧基環(huán)己烷-甲酸酯(例如UnionCarbide公司的ERL4221或CibaGeigy公司的CY-179)或雙(3,4-環(huán)氧基環(huán)己基甲基)己二酸酯(例如UnionCarbide公司的ERL4299)。商用上可得到的雙酚A二縮水甘油醚(DGEBA)可選自CibaGeigy公司的Araldite6010、陶氏化學(xué)公司的DER33l及殼牌化學(xué)公司(ShellChemicalCompany)的Epon825、828、826、830、834、836、1001、1004或1007等。另外,聚環(huán)氧化苯酚甲醛酚醛清漆預(yù)聚物(polyepoxidizedphenolformaldehydenovolacprepolymer)可選自陶氏化學(xué)公司的DEN431或438及CibaGeigy公司的CY-281。而聚環(huán)氧化苯甲酚甲醛酚醛清漆預(yù)聚物(polyepoxidizedcersolformaldehydenovolacprepolymer)貝U可選自CibaGeigy公司的ENC1285、1280或1299。多元醇聚縮水甘油醚可選自CibaGeigy公司的AralditeRD-2(以丁垸-l,4-二醇為基礎(chǔ))或選自殼牌化學(xué)公司的Epon812(以甘油為基礎(chǔ))。合適的垸基環(huán)烷基烴的二環(huán)氧化物是乙烯基環(huán)己烷二氧化物(vinylcyclohexanedioxide),例如UnionCarbide公司的ERL4206。另外,合適的環(huán)烷基醚的二環(huán)氧化物是雙(2,3-二環(huán)氧基環(huán)戊基)-醚(bis(2,3-diepoxycyclopentyl)-ether),例如UnionCarbide公司的ERL0400。此外,商用上可得到的彈性環(huán)氧樹(shù)脂(flexibleepoxyresin)包含聚乙二醇二環(huán)氧化物(polyglycoldiepoxy)(例如:陶氏化學(xué)公司的DER732及736)、亞油酸二聚體(linoleicdimeracid)的二縮水甘油醚(例如殼牌化學(xué)公司的Epon87及872)及雙酚的二縮水甘油醚,其中芳香環(huán)是經(jīng)由長(zhǎng)脂肪族鏈連接(例如MobayChemicalcompany的LekuthermX-80)。此外,上述具有多個(gè)官能團(tuán)的熱固性樹(shù)脂可選自陶氏化學(xué)公司的DEN4875(固態(tài)酚醛樹(shù)脂型環(huán)氧樹(shù)脂)、殼牌化學(xué)公司的Epon1031(四官能固態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂)及Ciba-Gdgy公司的AralditeMY720(N,N,N',N'-四縮水甘油基-4,4'-亞甲基二苯胺)。另外,雙官能環(huán)氧樹(shù)脂(雙環(huán)氧化物)可選自殼牌化學(xué)公司的HPT1071(固態(tài)樹(shù)脂,N,N,N',N'-四縮水甘油基-a,a'-雙(4-氨基苯基)對(duì)二異丙基苯)、HPT1079(固態(tài)雙酚-9-芴二縮水甘油醚)或Ciba-Geigy公司的Araldite0500/0510(對(duì)氨基苯酚的三縮水甘油醚)。本發(fā)明所用的所述固化劑可選自間苯二酰基二酰肼(isophthaloyldihydrazide)、二苯甲酮四羧酸二酐(benzophenonetetracarboxylicdianhydride)、二乙基甲苯二胺(diethyltoluenediamine)、3,5-二甲基硫代-2,4-甲苯二胺(3,5-dimethylthio-2,4-toluenediamine)、雙氰胺(dicyandiamide,可取自AmericanCyanamid公司的Curazol2PHZ)或DDS(二氨基二苯砜(diaminodiphenylsulfone),可取自Ciba-Geigy公司的Calcure)。所述畫(huà)化劑也可選自經(jīng)取代的雙氰胺(例如2,6-二甲苯基雙胍)、固態(tài)聚酰胺(例如Ciba-Geigy公司的HT-939或PacificAnchor公司的Ancamine2014AS)、固態(tài)芳香胺(例如殼牌化學(xué)公司的HPT1061及10(;2)、固態(tài)酐硬化劑(solidanhydridehardener,例如苯均四酸二酐(pyromellkicdianhydri(ie;PMDA))、酚醛樹(shù)脂硬化劑(phenolicresinhardener,例如聚對(duì)氫氧基苯乙烯(poly(p-hydroxystyrene)、咪唑、2-苯基-2,4-二羥基甲基咪唑及2,4-二氨基-6[2'-甲基咪唑基(1)]乙基-s-三嗪異氰酸酯加合物)、三氟化硼及胺復(fù)合物(aminecomplex,例如PacificAnchor公司的Anchor1222及1907)及三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(trimethylolpropanetriacrylate)。針對(duì)所述熱固性環(huán)氧樹(shù)脂而言,優(yōu)選固化劑是上述的雙氰胺,且可配合固化加速劑使用。常用的固化加速劑包含脲或脲化合物。例如3-苯基-l,l-二甲基脲、3-(4-氯苯基)-l,l-二甲基脲、3-(3,4-二氯苯基)-l,l-二甲基脲、3-(3-氯-4-甲基苯基)-l,l-二甲基脲及咪唑(例如2-十七烷基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑-偏苯三酸酯或2-[^{2'-甲基咪唑基-(l')n-乙基-4,6-二氨基-s-三嗪)。如果所述熱固性環(huán)氧樹(shù)脂是氨基甲酸酯(urethane),則所述固化劑可使用經(jīng)封閉異氰酸酉旨(blockedisocyanate)(例如烷基苯酚封閉異氰酸酯(alkylphenolblockedisocyanate),可取自MobayCorporation的Desmocap11A)或苯酚封閉聚異氰酸酯加合物(phenolblockedpolyisocyanateadduct)(例如MobayCorporation的MondurS)。女口果所述熱固性環(huán)氧樹(shù)脂是不飽和聚酯樹(shù)脂,則所述固化劑可使用過(guò)氧化物或其他自由基催化劑,例如過(guò)氧化二異丙苯(dicumylperoxide)、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過(guò)氧基)己烷、過(guò)氧化叔丁基異丙苯(t-butylcumylperoxide)及2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基過(guò)氧基)-3-己炔。此外,所述不飽和聚酯樹(shù)脂可利用輻射(例如紫外線照射、高能電子束照射或y輻射)以產(chǎn)生交聯(lián)。某些熱固性環(huán)氧樹(shù)脂不需使用固化劑即可固化。例如如果所述熱固性環(huán)氧樹(shù)脂是雙馬來(lái)酰亞胺(bismaleimide,BMI),則所述雙馬來(lái)酰亞胺將在高溫下產(chǎn)生交聯(lián)并且輔助固化劑(co-curingagent),例如O,O'-二烯丙基雙酚A,可一起添加使得已固化的雙馬來(lái)酰亞胺更加堅(jiān)韌。上述可利用過(guò)氧化物交聯(lián)劑、高能電子束或y輻射以產(chǎn)生交聯(lián)的樹(shù)脂優(yōu)選地可以添加不飽和交聯(lián)助劑,例如三烯丙基異三聚氰酸酯(triallylisocyanurate,TAIC)、三烯丙基三聚氰酸酯(triallylcyamirate,TAC)或三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)。上述導(dǎo)熱填料在其他實(shí)施例中可選自氮化物或氧化物。所述氮化物可以使用氮化鋯、氮化硼、氮化鋁或氮化硅。所述氧化物可以使用氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅或二氧化鈦。本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容和技術(shù)特點(diǎn)己做如上公開(kāi),然而所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員仍可以基于本發(fā)明的教示和公開(kāi)內(nèi)容作出各種不背離本發(fā)明精神的替換和修正。因此,本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)不限于實(shí)施例所公開(kāi)的內(nèi)容,而應(yīng)包括各種不背離本發(fā)明的替換和修正,并由附加權(quán)利要求書(shū)所涵蓋。權(quán)利要求1.一種導(dǎo)熱電絕緣高分子材料,其特征在于包含高分子成分,包含熱塑性塑料和熱固性環(huán)氧樹(shù)脂,其中以體積百分比計(jì)所述熱塑性塑料占所述高分子成分的10%至75%;固化劑,用于在固化溫度下固化所述熱固性環(huán)氧樹(shù)脂;以及導(dǎo)熱填料,均勻分散在所述高分子成分中并且以體積百分比計(jì)占所述導(dǎo)熱電絕緣高分子材料的40%至70%;其中所述導(dǎo)熱電絕緣高分子材料具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并且導(dǎo)熱系數(shù)大于0.5W/mK。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱電絕緣高分子材料,其特征在于所述熱塑性塑料和所述熱固性環(huán)氧樹(shù)脂彼此互溶。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱電絕緣高分子材料,其特征在于所述固化溫度高于100。C。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱電絕緣高分子材料,其特征在于所述熱塑性塑料是超高分子量苯氧基樹(shù)脂。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的導(dǎo)熱電絕緣高分子材料,其特征在于所述超高分子量苯氧基樹(shù)脂的分子量大于30000。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱電絕緣高分子材料,其特征在于所述熱固性環(huán)氧樹(shù)脂是未固化的液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱電絕緣高分子材料,其特征在于所述熱固性環(huán)氧樹(shù)脂是聚合環(huán)氧樹(shù)脂。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱電絕緣高分子材料,其特征在于所述熱固性環(huán)氧樹(shù)脂是酚酴環(huán)氧樹(shù)脂或雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱電絕緣高分子材料,其特征在于所述熱塑性塑料和所述熱固性環(huán)氧樹(shù)脂均是均相。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱電絕緣高分子材料,其特征在于所述熱塑性塑料包含羥基-苯氧基醚高分子結(jié)構(gòu)。11.根據(jù)權(quán)利要求io所述的導(dǎo)熱電絕緣高分子材料,其特征在于所述羥基-苯氧基醚高分子結(jié)構(gòu)是經(jīng)由雙環(huán)氧化物與雙官能物質(zhì)的聚合反應(yīng)而形成。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱電絕緣高分子材料,其特征在于所述熱塑性塑料是由液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂與雙酚A反應(yīng)而成。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱電絕緣高分子材料,其特征在于所述熱塑性塑料是由液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂與二價(jià)酸反應(yīng)而成。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱電絕緣高分子材料,其特征在于所述熱塑性塑料是由液態(tài)環(huán)氧樹(shù)脂與胺類(lèi)反應(yīng)而成。15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)熱電絕緣高分子材料,其特征在于所述導(dǎo)熱填料是氮化物或氧化物。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的導(dǎo)熱電絕緣高分子材料,其特征在于所述氮化物選自氮化鋯、氮化硼、氮化鋁或氮化硅。17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的導(dǎo)熱電絕緣高分子材料,其特征在于所述氧化物選自氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅或二氧化鈦。18.—種散熱基板,其特征在于包含第一金屬層;第二金屬層;以及導(dǎo)熱電絕緣高分子材料層,其具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并且導(dǎo)熱系數(shù)大于0.5W/mK,所述導(dǎo)熱電絕緣高分子材料層疊置在所述第一金屬層與所述第二金屬層之間并形成物理接觸;其中所述散熱基板的厚度小于0.5mm,并且可承受高于1000伏特的電壓。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的散熱基板,其特征在于所述導(dǎo)熱電絕緣高分子材料層包含高分子成分,包含熱塑性塑料和熱固性環(huán)氧樹(shù)脂;固化劑,用于固化所述高分子成分;以及導(dǎo)熱填料,均勻分散在所述高分子成分中。20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的散熱基板,其特征在于以體積百分比計(jì)所述熱塑性塑料占所述高分子成分的10%至75%。21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的散熱基板,其特征在于所述熱塑性塑料和所述熱固性環(huán)氧樹(shù)脂彼此互溶。22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的散熱基板,其特征在于所述導(dǎo)熱電絕緣高分子材料層與所述第一和所述第二金屬層的界面包含至少一個(gè)微粗糙面,所述微粗糙面包含多個(gè)瘤狀突出物,并且所述瘤狀突出物的直徑分布于0.1微米至IOO微米之間。全文摘要本發(fā)明的導(dǎo)熱電絕緣高分子材料具有互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(inter-penetrating-network;IPN),其包含高分子成分、固化劑和均勻分散在所述高分子成分中的導(dǎo)熱填料。所述高分子成分包含熱塑性塑料和熱固性環(huán)氧樹(shù)脂。所述固化劑是用于在固化溫度下固化所述熱固性環(huán)氧樹(shù)脂。所述導(dǎo)熱電絕緣高分子材料的導(dǎo)熱系數(shù)大于0.5W/mK。本發(fā)明的包含所述導(dǎo)熱電絕緣高分子材料的散熱基板的厚度小于0.5mm并且可承受高于1000伏特的電壓。文檔編號(hào)C08L63/00GK101161721SQ200610140800公開(kāi)日2008年4月16日申請(qǐng)日期2006年10月10日優(yōu)先權(quán)日2006年10月10日發(fā)明者朱復(fù)華,楊恩典,游志明,王紹裘申請(qǐng)人:聚鼎科技股份有限公司