[发明专利]一种导热材料掺杂导电胶及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及导电胶技术领域，尤其涉及一种导热材料掺杂导电胶及其制备方法和应用。

背景技术

随着技术的发展，电子系统对电子器件实际使用性能的要求越来越高，使得电子器件逐渐往小型化、高频化和大功率化的方向发展，更高集成度的多功能超大规模集成电路也在不断被开发。

但伴随而来的高热量密度成为影响器件寿命和可靠性的主要因素。例如，大功率MPS开关二极管使用的领域越来越多，其功率能够达到100W以上，大部分电能都转化成热量，使芯片的结温迅速上升。但是，当温度超过最大允许温度时，大功率MPS就会因为过热而损坏。

导电胶是一种含有导电材料的特殊功能胶粘剂，使芯片与基板完美粘接，实现导电和导热功能。但是，导电胶在器件中属于导热率小的部分，由木桶理论可知会严重影响器件的热传递。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导热材料掺杂导电胶及其制备方法和应用，该导电胶具有优异的导热性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种导热材料掺杂导电胶，包含如下质量份的组分：

所述导热材料为碳纳米管、纳米银纤维、石墨烯微片、石墨片和纳米氮化铝中的一种或几种；

所述磁性金属包覆的导热材料在导电胶中平行排列。

优选的，所述金属填料的材质为银、铜、金、银包铜和碳包铜中的一种或几种。

优选的，所述金属填料为金属颗粒；

所述金属颗粒为纳米颗粒和微米颗粒的混合物。

优选的，所述纳米颗粒的粒径为1～100nm；

所述微米颗粒的粒径为1～10μm。

优选的，所述纳米颗粒和微米颗粒的质量比为(10～15):2。

优选的，所述磁性金属包覆的导热材料中的磁性金属为镍、镍合金、铁、铁合金、钴和钴合金中的一种或几种。

优选的，所述磁性金属包覆的导热材料中磁性金属颗粒的粒径为3～30nm，磁性金属层的厚度为20～80nm。

本发明还提供了一种上述技术方案所述的导热材料掺杂导电胶的制备方法，包含如下步骤：

将环氧树脂、固化剂、偶联剂、稀释剂、非活性增韧剂和分散剂混合，得到基体混合物；

将所述基体混合物与金属填料、磁性金属包覆的导热材料混合，在磁场中进行定向处理，得到导热材料掺杂导电胶。

优选的，所述磁场强度为20～30T；

所述定向处理的时间为10～20小时。

本发明还提供了一种上述技术方案所述的导热材料掺杂导电胶或上述技术方案所述制备方法得到的导热材料掺杂导电胶在电子器件中的应用，所述导电胶中的导热材料的轴向为导热方向，垂直于导电胶所需粘结的两个端面。

本发明提供了一种导热材料掺杂导电胶，以重量份计，包含10～20份金属填料、25～35份磁性金属包覆的导热材料、30～40份环氧树脂、3～5份稀释剂、8～12份固化剂、1～5份偶联剂、1～5份非活性增韧剂、1～2份分散剂。本发明以导热材料为主要导热物质，大大改善了导电胶的导热性能。在本发明中，所述包覆磁性金属的导热材料可以在强磁场的环境下随着磁场方向定向排列。由于磁性金属包覆的导热材料是磁各向异性的，同时沿着管轴的方向是磁性对称的。磁场取向的磁性金属包覆导热材料的电、热传导各向异性，而且沿着磁场方向的电、热传导特性要优于垂直于磁场方向很多，因此将磁性金属包覆的导热材料置于强磁场中，使磁性金属包覆的导热材料沿磁力线方向排列，可以改善导热胶的性能。此外，所述金属填料颗粒能够填充磁性金属包覆的导热材料之间的空隙，提高导电填料之间的接触面积，增加导电导热通道。

附图说明

图1为本发明提供的导热材料掺杂导电胶在磁场状态下的示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种导热材料掺杂导电胶，包含如下质量份的组分：

所述导热材料为碳纳米管、纳米银纤维、石墨烯微片、石墨片和纳米氮化铝中的一种或几种；

所述磁性金属包覆的导热材料在导电胶中平行排列。