[发明专利]一种绝缘导热的胶粘剂及其制备方法和导热胶粘材料

说明书

本发明提供一种绝缘导热的胶粘剂及其制备方法和导热胶粘材料。所述胶粘剂的原料包括组分A和组分B；所述组分A为经过硅烷偶联剂改性处理的导热填料；所述组分B包括环氧树脂和活性稀释剂的混合树脂。本发明提供的经改性处理的导热填料，与基体匹配性良好，所制备的导热胶粘剂其导热系数能达到5～10W/(m·K)，并具有良好的粘接性能，其粘接强度大于1MPa。

技术领域

本发明属于导热材料技术领域，具体涉及一种绝缘导热的胶粘剂及其制备方法和导热胶粘材料。

背景技术

随着电子设备不断向集成化和高功率密度方向发展，芯片对高散热材料的需求也在逐步增长。研究表明工作温度每升高2℃，芯片工作稳定性相应会下降1/10。为了满足新一代高功率密度集成芯片的散热需求，亟需开发一种高导热胶粘材料，满足实际应用中导热、胶粘、加工工艺和使用稳定性的需求。聚合物材料拥有优异的绝缘性能、化学稳定性与加工性良好，并具有高度的可设计性，在电子封装领域应用广泛，但常见聚合物材料的导热系数一般低于0.3W/(m·K)，因此需要添加相应的导热填料以提高其导热性能。

绝缘导热胶是由高分子基体和导热填料组成，常用的导热胶基体有硅橡胶和环氧树脂等，常用的导热填料有金属氧化物、氮化物或碳化物等。有文献报道Ling等人通过在环氧树脂中填充了60wt％的氮化硼，胶粘剂的导热系数达到1.05W/(m·K)，并具有良好的力学性能。Geon Woong Lee等人研究了氮化铝、氮化硼或碳化硅的形状、尺寸对导热性能的影响，并使用偶联剂进一步提高导热填料的分散性，胶粘剂的导热系数达到3.66W/(m·K)，但由于其导热填料填充量过高，导致胶粘剂的加工工艺性较差。然而，现阶段市场上的导热胶存在导热系数低以及综合性能不理想等问题，难以满足高性能芯片使用需求。

因此，在本领域中，期望开发一种具有良好的导热性能和粘结性能的胶粘剂，同时制备方法简单易行，易于大规模生产。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种绝缘导热的胶粘剂及其制备方法和导热胶粘材料。为解决上述问题，本发明提供的经改性处理的导热填料，与基体匹配性良好，所制备的导热胶粘剂其导热系数能达到5～10W/(m·K)，并具有良好的粘接性能，其粘接强度大于1MPa。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种绝缘导热的胶粘剂，所述胶粘剂的原料包括组分A和组分B；

所述组分A为经过硅烷偶联剂改性处理的导热填料；

所述组分B包括环氧树脂和活性稀释剂的混合树脂。

本发明通过利用组分A和组分B复配得到胶粘剂的原料，发生固化反应后得到胶粘剂，组分A为经过硅烷偶联剂改性处理的导热填料，能够提高导热填料的导热性能，组分B包括环氧树脂和活性稀释剂的混合树脂，通过添加活性稀释剂，使得树脂组分黏度降低，进而提高导热填料填充量。

优选地，所述硅烷偶联剂包括KH550、KH560或KH570中的任意一种。

优选地，所述导热填料包括氮化硼、氮化铝、氧化铝或氧化锌中的任意一种或至少两种的组合，优选为氮化硼和氮化铝的组合，例如可以为氮化硼和氮化铝、氧化铝或氧化锌，但不限于所列举的种类，导热填料范围内未列举的种类同样适用。

优选地，所述导热填料的平均粒径为50-70μm，例如可以为50μm、52μm、55μm、58μm、60μm、62μm、65μm、68μm、70μm。

在本发明中，通过三辊研磨工艺能够准确控制导热填料的平均粒径，并使其均匀分散在树脂胶液中。

在本发明中，通过调整导热填料的平均粒径，获得兼具导热性与粘接强度的导热胶产品，粒径过小导热性能会降低，粒径过大则会影响粘接强度。