[发明专利]一种热界面用包覆改性填料粉体包覆效果的评价方法

说明书

本发明提供了一种热界面用包覆改性填料粉体包覆效果的评价方法，包括以下步骤：对热界面用包覆改性填料粉体进行分析表征；所述包覆改性填料粉体为利用包覆剂对填料粉进行包覆改性制得；所述分析表征包括：项目(1)：测试包覆改性填料粉体的包覆剂残留率；项目(2)：测试包覆改性填料粉体的有效接枝密度；项目(3)：测试填料粉体包覆前后的比表面积变化率；项目(4)：测试填料粉体包覆前后的粒度变化率；项目(5)：测试包覆改性填料粉体的表面能；上述测试项目(1)～(5)没有顺序限制。本发明的评价方法将包覆粉体的微观结构与性能效果之间建立对应关系，能够准确有效的预判填料粉体的表面包覆改性效果的好坏。

技术领域

本发明涉及材料分析领域，特别涉及一种热界面用包覆改性填料粉体包覆效果的评价方法。

背景技术

作为信息工业的支撑产业——半导体技术正面临一个重大的瓶颈与挑战——热墙(thermal wall)。也就是说，高速化和高密度的微/纳电子器件在很小的空间，产生巨大的热量。这些热量积聚在极小的范围内，使得电子器件的温度急剧升高。在这种情况下，电子器件运行的可靠性和速度降低，并最终导致集成电路被烧毁。因此，如何将产生的热量及时耗散出去是半导体电子工业发展所面临的一个重要课题。

从微观上看，在不同材料形成的界面处，固体表面的粗糙度会使界面附近充满空气，从而使实际的接触面积远小于界面的表面积。由于空气的导热性能很差，因此会极大地增加界面的整体热阻。为了减小这一不利因素的影响，人们通常在界面处填充具有较高导热系数的热界面材料(thermal interface materials,TIM)。这类材料需要具有一定的变形性和流动性，从而尽可能地充满界面处的缝隙，增大接触面积。比较常见的热界面材料有导热脂(thermal grease)、导热凝胶(thermal gel)、导热胶黏剂(thermal conductiveadhesive)、导热垫片(thermal pad)、相变材料(phase change material)等，它们都是将导热填料(如氧化锌、氧化铝等)加到聚硅氧烷类高分子基材中或者碳链烃油中的复合材料。此类填充型TIM材料通常都是体积填充率70％的高填充体系，其填料与基胶之间的界面层占比大，所以界面层结构对性能会起到重要的作用。通过对导热填料粉体进行表面包覆改性可以来改善复合材料填料与基体之间的界面层，所以包覆改性技术一直在行业内被持续不断地研究。而包覆层的结构直接影响着粉体包覆的效果，如何精准的评价以及表征粉体包覆层的微观界面结构成为粉体包覆改性技术的关键。

目前行业内现有导热填料包覆的效果的评价方法大多是集中在配方性能的综合验证，例如导热性、流动性、稳定性等的表征，这些都属于间接表征粉体的包覆效果方法，此类评价方法不仅测试周期长，原材料耗费高。同时行业内缺乏有效并准确地针对包覆改性填料粉体自身的测试来预判其混入配方后效果好坏评价方法，现有的预判方法包括表面湿润性、活化指数、吸油值、分散性粘度法(检验配方中粘度)等，但这些评价方法准确性和有效性都较低，其属于粗略的评价方法，例如不同样品，测出的吸油值、活化指数、粘度等特性类似或基本相同，但实际使用时有的样品能够通过测试而有的样品不能通过，从而无法准确有效地评价粉体包覆改性后的效果。因此，目前科研及生产中大都采用通过直接将包覆改性填料粉体混入最终产品配方中后进行实际应用而根据实际应用效果再来反推评价包覆改性效果的好坏，而缺乏有效并准确地针对包覆改性填料粉体自身的测试来预判其混入配方后效果好坏评价方法。原因是现有粉体测试技术对粉体填料表面包覆后改性处理效果的测试不精细、不完善、不全面，致使其无法与包覆改性粉体混入产品配方后的实际配方性能相对应起来，从而无法有效地、准确地预评价粉体包覆改性后的效果。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种热界面用包覆型填料粉体包覆效果的评价方法。本发明提供的评价方法将包覆粉体的微观结构与性能效果之间建立对应关系，能够准确有效的预判填料粉体的表面包覆改性效果的好坏。

本发明提供了一种热界面用包覆改性填料粉体包覆效果的评价方法，包括以下步骤：

对热界面用包覆改性填料粉体进行分析表征；