一種納米雜化材料改性的有機硅導(dǎo)熱電子灌封膠及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電子產(chǎn)品用納米雜化材料改性的有機硅導(dǎo)熱灌封膠及其制備方法。將乙烯基聚二甲基硅氧烷、有機硅納米雜化材料、表面改性的導(dǎo)熱填料加入真空捏合機內(nèi)，于溫度100-145℃，真空度-0.07～-0.09MPa，脫水共混50-100分鐘獲得基料。常溫下，在基料中加入含氫硅油交聯(lián)劑和交聯(lián)抑制劑，充分?jǐn)嚢?0-40分鐘制成A組分；基料加入鉑催化劑，充分?jǐn)嚢?0-40分鐘制成B組分。再取等重量份A組分和B組份共混均勻，在真空度0.05-0.07MPa下脫泡6-12分鐘，得到納米改性有機硅導(dǎo)熱灌封膠。該灌封膠具有較低的粘度，較好的流動性，導(dǎo)熱系數(shù)0.6-0.85w/m·k，固化產(chǎn)物具有較好的力學(xué)性能和電性能，可在常溫或者高溫下固化，可廣泛應(yīng)用于電子元器件、集成電路板、電路模塊、LED芯片等的封裝。
【專利說明】一種納米雜化材料改性的有機硅導(dǎo)熱電子灌封膠及其制備方法
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[0004]本發(fā)明涉及電子產(chǎn)品用納米雜化材料改性的有機硅導(dǎo)熱灌封膠及其制備方法。將乙烯基聚二甲基硅氧烷、有機硅納米雜化材料、表面改性的導(dǎo)熱填料加入真空捏合機內(nèi)，于溫度100-145 °C，真空度-0.07~-0.09MPa,脫水共混50-100分鐘獲得基料。常溫下，在基料中加入含氫硅油交聯(lián)劑和交聯(lián)抑制劑，充分?jǐn)嚢?0-40分鐘制成A組分；基料加入鉬催化劑，充分?jǐn)嚢?0-40分鐘制成B組分。再取等重量份A組分和B組份共混均勻，在真空度
0.05-0.07MPa下脫泡6-12分鐘，得到納米改性有機硅導(dǎo)熱灌封膠。該灌封膠具有較低的粘度，較好的流動性，導(dǎo)熱系數(shù)0.6-0.85w/m.k，固化產(chǎn)物具有較好的力學(xué)性能和電性能。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0005]本發(fā)明涉及電子灌封材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及納米改性有機硅導(dǎo)熱灌封膠及其制備技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0006]隨著高科技領(lǐng)域中對電子元器件、集成電路板、電路模塊、LED芯片等灌封件的性能、可靠性及小型化的要求不斷提高，同時要求灌封件必須在低溫和高溫、高速旋轉(zhuǎn)等條件下運行，因此要求灌封材料具有優(yōu)良的耐高低溫性能、力學(xué)性能、導(dǎo)熱性能、電絕緣性能和阻燃性能。目前使用較多的灌封材料是各種合成聚合物，如:環(huán)氧樹脂、聚氨酯及合成橡膠。環(huán)氧樹脂復(fù)合材料在高溫、高輻照條件下表現(xiàn)出易老化、易變色、易開裂等缺點，影響整個電子元器件的壽命；硅橡膠具有優(yōu)良的電氣性能、化學(xué)穩(wěn)定性能、耐輻照性和耐溫性能，可在很寬的溫度范圍內(nèi)長期保持彈性，配合無機導(dǎo)熱材料，可以得到具有良好導(dǎo)熱性，是電子電氣組裝件灌封的首選材料，目前國內(nèi)外均采用有機硅樹脂作為新一代封裝材料。但是，為了得到較好的導(dǎo)熱性的電子灌封材料，需要對硅橡膠進(jìn)行大量的填充改性，從而使電子灌封材料的粘度大大增加，影響其流動性及力學(xué)性能。如中國專利申請CN101054057A公開了一種高導(dǎo)熱有機娃灌封膠，CN101407635A公開了一種具有較高導(dǎo)熱率的加成型導(dǎo)熱娃橡膠，但是其流動性能欠佳；中國專利申請CN101402798A公開了一種導(dǎo)熱阻燃液體硅橡膠，雖然該硅橡膠具有較高的熱導(dǎo)率和阻燃性能，但由于其粘度在1000OmPa *s以上，流動性欠佳，不宜用作電子灌封膠。中國專利:200810035243.3，公布了一種納米導(dǎo)熱透明灌封膠復(fù)合材料及其制備方法，也存在流動性不足問題。本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種納米雜化材料改性的具有較低 粘度、較好流動性及較好導(dǎo)熱性的有機硅灌封膠及其制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種納米雜化材料改性的導(dǎo)熱有機硅電子灌封膠及其制備方法，其特點是該納米雜化材料改性的導(dǎo)熱有機硅電子灌封膠不但具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，而且粘度不高，流動性能優(yōu)異，環(huán)保安全。本發(fā)明所述的納米雜化材料改性的導(dǎo)熱有機硅電子灌封膠的制備方法包括如下步驟:
[0008](I)基料的制備:
[0009]將乙烯基聚二甲基硅氧烷、液體有機硅納米雜化材料、導(dǎo)熱填料加入真空捏合機內(nèi)，在120-160°C，真空度-0.07~-0.09MPa,脫水共混50-100分鐘獲得基料。
[0010]原料的重量份數(shù)如下:
[0011]乙烯基聚二甲基硅氧烷100份；液體有機硅納米雜化材料7-20份；
[0012]導(dǎo)熱填料90-170份。
[0013](2) A組分的制備:
[0014]在常溫下，在步驟(1)制得的基料中，加入含氫量為0.3-1.6?〖％的含氫硅油交聯(lián)劑和交聯(lián)抑制劑，充分?jǐn)嚢?0-50分鐘制得A組分。
[0015]原料的重量份數(shù)如下:
[0016]基料100份；含氫硅油0.2-45份；交聯(lián)抑制劑0.002-0.08份；
[0017](3) B組分的制備:
[0018]在常溫下，取步驟`⑴制得的基料，加入鉬含量為1000-5000ppm的鉬催化劑，充分?jǐn)嚢?0-50分鐘制得B組分；所述基料與鉬催化劑的重量比為:100: 2.0~100: 0.001;
[0019](4)納米雜化材料改性的導(dǎo)熱有機硅電子灌封膠的制備:
[0020]在常溫下，取等重量的步驟(2)制得的A組分和步驟(3)制得的B組份混合均勻，在真空度0.06-0.1MPa下脫泡6_12分鐘，得到納米雜化材料改性導(dǎo)熱有機硅電子灌封膠。
[0021]步驟(1)中所述乙烯基聚二甲基硅氧烷為直鏈型乙烯基聚二甲基硅氧烷或支鏈型乙烯基聚二甲基硅氧烷中的一種或兩種以上的混合物，乙烯基聚二甲基硅氧烷的乙烯基含量為 0.2-3.5wt%,25C 時的粘度為 800-2000mPa.s
[0022]步驟(1)中所述的液體有機硅納米雜化材料的粘度為300_5000mPa.S。
[0023]步驟(1)中所述的導(dǎo)熱填料為平均粒徑為2_65mm的經(jīng)偶聯(lián)劑表面處理過的氮化鋁、硼化鋁、三氧化二鋁、碳化硅或氮化硅中的一種或兩種以上的混合物。
[0024]所述導(dǎo)熱填料偶聯(lián)劑表面處理方法，采用粉體表面處理【技術(shù)領(lǐng)域】常用方法均可，本發(fā)明優(yōu)選將偶聯(lián)劑用合適的溶劑稀釋后與導(dǎo)熱填料高速混合均勻后，加熱干燥的處理方法。本發(fā)明對偶聯(lián)劑的種類沒有限制，【技術(shù)領(lǐng)域】常用的偶聯(lián)劑均可以使用。
[0025]例如:異丙基二硬脂酞氧基鋁酸酷和Y-甲基丙烯酞氧基丙基三甲氧基硅烷。
[0026]所述催化劑為氯鉬酸的醇溶液或氯鉬酸的乙烯基硅氧烷絡(luò)合物。
[0027]所述交聯(lián)抑制劑為甲基(三甲基丁炔氧基)硅烷、2-甲基-3-丁炔基-2-醇、2-甲基_1_己炔基_3-醇、3,5_ 二甲基-1-己炔基-3-醇、苯基(二甲基丁塊氧基)硅烷、乙稀基(三甲基丁炔氧基)硅烷和苯乙炔中至少一種。
[0028]一種由本發(fā)明所述的制備方法制得的液體納米雜化材料改性導(dǎo)熱有機硅電子灌封膠。用上述方法制得的液體納米雜化材料改性導(dǎo)熱有機硅電子灌封膠，按GB/T10247-2008測試粘度；按GB/T1408.1-2006測試介電強度；按GB/T528-1998測試?yán)鞆姸燃皵嗔焉扉L率；按68八531-2008測試邵氏A硬度；按68/11410-2006測試體積電阻率；按GB/T11205-2009測試熱導(dǎo)率；按UL94測試阻燃級別。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)占-
^ \\\.[0029]本發(fā)明的納米雜化材料改性導(dǎo)熱有機硅電子灌封膠中添加了適量的液體納米雜化材料，使其具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性能的同時，還具有較低的粘度，有利于導(dǎo)熱填料的填充和分散；本發(fā)明的液體納米雜化材料改性的導(dǎo)熱有機硅電子灌封膠不含鹵素及有害重金屬，且其生產(chǎn)及固化過程中不產(chǎn)生有毒物質(zhì)或刺激性氣味，沒有副產(chǎn)物，環(huán)保安全。
【具體實施方式】
[0030]實施例1:
[0031]稱取氮化鋁200重量份加入高速捏合機內(nèi)，在高速攪拌的條件下緩慢滴加I重量份事先用乙醇醇溶液稀釋的Y —甲基丙烯酞氧基丙基三甲氧基硅烷，滴加完畢后升溫至70°C繼續(xù)高速攪拌2小時，出料，將所得填料置于真空干燥箱除去殘留的水及乙醇后，過篩即制得平均粒徑為2.5m的Y —甲基丙烯酞氧基丙基三甲氧基硅烷表面處理過的氮化鋁。
[0032]稱取三氧化二鋁200重量份加入高速捏合機內(nèi)，在高速攪拌的條件下緩慢滴加I重量份事先用乙醇醇溶液稀釋的Y—甲基丙烯酞氧基丙基三甲氧基硅烷，滴加完畢后升溫至70°C繼續(xù)高速攪拌2小時，出料，將所得填料置于真空干燥箱除去殘留的水及乙醇后，過篩即制得平均粒徑為3mm的Y—甲基丙烯酞氧基丙基三甲氧基硅烷表面處理過的三氧化二鋁
[0033]將粘度為1000mPa..S、乙烯基含量為0.5wt %的直鏈型乙烯基聚二甲基硅氧烷100重量份，粘度為600mPa-s的液體有機硅納米雜化材料的10重量份，上述處理過的三氧化二鋁120重量份，上述處理過的氮化鋁30重量份加入真空捏合機中，于溫度120’C，真空度為0.8MPa，脫水共混60分鐘獲得基料。
[0034]將含氫量為0.3%的含氫硅油交聯(lián)劑6.5重量份,交聯(lián)抑制劑 2-甲基_3_ 丁炔基-2-醇0.0165重量份和100重量份基料充分?jǐn)嚢杌旌?0分鐘，獲得A組分。將鉬含量為1000ppm的氯鉬酸的乙烯基硅氧烷絡(luò)合物0.20重量份和100重量份基料在攪拌機下攪拌混合20分鐘，獲得B組分。
[0035]取等重量份的A組分和B組分在室溫下共混均勻后，在真空度為0.1MPa下脫泡8分鐘，獲得納米雜化材料改性的導(dǎo)熱有機硅電子灌封膠，性能測試結(jié)果如表1所示?？梢钥闯?，該灌封膠具有良好導(dǎo)熱性能、流動性能、電性能和力學(xué)性能。
[0036]實施例2:
[0037]本發(fā)明的納米雜化材料改性的導(dǎo)熱有機硅電子灌封膠的制備方法及條件如實施例1，將粘度為600mPa.s的液體有機硅納米雜化材料的增加到15重量份，相應(yīng)的含氫量為0.3%的含氫硅油交聯(lián)劑不變，制得改性導(dǎo)熱有機硅電子灌封膠，性能測試結(jié)果如表1所示。可以看出，在適當(dāng)范圍內(nèi)增加液體有機硅納米雜化材料的含量有利于導(dǎo)熱灌封膠流動性的提高，而對其它性能影響較小。
[0038]實施例3:
[0039]本發(fā)明的納米雜化材料改性的導(dǎo)熱有機硅電子灌封膠的制備方法及條件如實施例1，將乙烯基聚二甲基硅氧烷改變?yōu)檎扯葹?200mPa" s,乙烯基含量為0.40wt%的直鏈型乙烯基聚二甲基硅氧烷，相應(yīng)將含氫量為0.3%的含氫硅油交聯(lián)劑變?yōu)?.9重量份，有機硅納米雜化材料重量份不變，粘度降低為400mPa.s，制得改性導(dǎo)熱有機硅電子灌封膠，性能測試結(jié)果如表1所示?？梢钥闯?，與實施例1，2相比，該灌封膠的導(dǎo)熱性能和粘度變化不大。
[0040]實施例4:
[0041]本發(fā)明的納米雜化材料改性的制備方法及條件如實施例1，將經(jīng)過表面處理的導(dǎo)熱填料三氧化二鋁100重量份和經(jīng)過表面處理的氮化鋁50重量份，制得納米雜化材料改性的導(dǎo)熱有機硅電子灌封膠，性能測試結(jié)果如表1所示?？梢钥闯觯c實施例1相比，其導(dǎo)熱系數(shù)從0.65W/m" K升至0.8lff/m" K，而其它性能變化不大，由此可見，增加氮化鋁的重量份利于提高灌封膠的導(dǎo)熱性能。
[0042]表一
[0043]
【權(quán)利要求】
1.一種納米雜化材料改性的有機硅導(dǎo)熱電子灌封膠及其制備方法，其特征在于具體包括以下步驟: (1)基料的制備:將乙烯基聚二甲基硅氧烷、液體有機娃納米雜化材料、導(dǎo)熱填料加入真空捏合機內(nèi)，在120-160°c，真空度-0.07~-0.09MPa,脫水共混50-100分鐘獲得基料。 原料的重量份數(shù)如下: 乙烯基聚二甲基硅氧烷100份；液體有機硅納米雜化材料7-20份； 導(dǎo)熱填料90-170份。 (2)A組份的制備: 常溫下，在步驟(1)制得的基料中，加入含氫量為0.3-2.1wt%的含氫硅油交聯(lián)劑和交聯(lián)抑制劑，充分?jǐn)嚢?5-50分鐘制得A組分。 原料的重量份數(shù)如下: 基料100份；含氫硅油0.2-40份；交聯(lián)抑制劑0.001-0.08份； (3)B組份的制備: 常溫下，取步驟(1)制得的基料，加入鉬含量為1000-5000ppm的鉬催化劑，充分?jǐn)嚢?0-50分鐘制得B組分；所述基料與鉬催化劑的重量比為:100: 2.5~100: 0.001 ； (4)納米雜化材料改性的導(dǎo)熱有機硅電子灌封膠的制備:` 在常溫下，取等重量的步驟(2)制得的A組分和步驟(3)制得的B組份混合均勻，在真空度0.06-0.1MPa下脫泡6_12分鐘，得到納米雜化材料改性導(dǎo)熱有機硅電子灌封膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(1)中所述乙烯基聚二甲基硅氧烷為直鏈型乙烯基聚二甲基硅氧烷或支鏈型乙烯基聚二甲基硅氧烷中的一種或兩種以上的混合物，乙烯基聚二甲基硅氧烷的乙烯基含量為0.2-3.5wt%,25C時的粘度為800_2000mPa.S。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(1)中所述的液體有機硅納米雜化材料的粘度為400-5000mPa.S。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(1)中所述的導(dǎo)熱填料為平均粒徑為2-105mm的經(jīng)偶聯(lián)劑表面處理過的氮化鋁、硼化鋁、三氧化二鋁、碳化硅或氮化硅中的一種或兩種以上的混合物。
【文檔編號】C08K9/04GK103865271SQ201410103369
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月20日
【發(fā)明者】賀建蕓, 何立臣, 王強, 唐霞, 王若云 申請人:賀建蕓