一種高導熱環氧樹脂電子粘接膠的製作方法

2023-10-07 10:02:09 2

專利名稱：一種高導熱環氧樹脂電子粘接膠的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種粘接膠，尤其涉及一種高導熱環氧樹脂電子粘接膠，屬於粘接膠 技術領域。
背景技術：
導熱膠粘劑多用於電子電器元器件的電絕緣場合下的粘結和封裝。隨著電子工業 中集成電路和組裝技術的發展，電子元器件和邏輯電路的體積趨向小型化，其向多功能化 和集成化方向發展，勢必造成發熱量的大幅增加，這就對粘結和封裝材料的導熱性能提出 很高的要求，因此提高導熱性是日益亟待的問題。提高聚合物導熱性能的途徑有兩種1、合成具有高導熱係數的結構聚合物，如具 有良好導熱性能的聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯等，主要通過電子導熱機制實現導熱，或具有完 整結晶性，通過聲子實現導熱的聚合物；2、通過添加高導熱無機物對聚合物進行填充，制 備聚合物/無機物導熱複合材料。由於良好導熱性能有機高分子價格昂貴，填充導熱無機 填料是目前廣泛採用的方法，現採用比較多的無機導熱填料主要有氧化鋁、氮化硼、氮化鋁寸。氮化硼(BN)有極高的導熱性，有極高的擊穿強度，但因為BN密度較小(2. 25g/ cm3)，當BN用量超過樹脂體系的30%時，樹脂粘度增大、分布不均、混膠非常困難，且製備 工藝複雜成本太高。氮化鋁(ALN)作為一種新型填料，國內近幾年才開始大批量生產，產品質量和穩 定性需要考察，且價格較貴，單獨使用會使成本過高。非球形氧化鋁(AL2O3)電絕緣性能好，製造工藝成熟，價格便宜，應用最為普遍。但 其導熱率太低，不僅高填充對於提高導熱率有限，而且高填充會導致負面影響，如嚴重影響 機械性能。所以無機填料的種類、形狀及其使用量是製備高導熱電子粘接膠的關鍵所在。因 此，通過改變無機填料的種類，發明設計一種導熱性能高，製備工藝簡單，成本低的粘接膠 成為一種必然趨勢。

發明內容
本發明針對現有技術的不足，提供一種高導熱環氧樹脂電子粘接膠，以達到導熱 性能高，製備簡單，成本低的目的。本發明解決上述技術問題的技術方案如下一種高導熱環氧樹脂電子粘接膠，由 A組份和胺類固化劑按100 5 12的重量比混合而成，所述A組份由以下重量比的各原 料組成球形氧化鋁粉末70 85份、環氧樹脂10 20份、活性稀釋劑2 3. 5份、增韌劑 2. 5 5份、觸變劑0. 2 1份和偶聯劑0. 1 0. 5份。本發明的有益效果是本發明的粘接膠的球形氧化鋁比非球形氧化鋁有更高的填 充量，固化物導熱率高，能迅速驅散發熱元器件的熱積累；填料高填充能降低熱膨脹係數和體積收縮率，對於粘接電子元器件非常適合；且價格較氮化硼(BN)、氮化鋁(ALN)便宜，成 本低。在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。進一步，所述胺類固化劑為聚醚胺和/或聚醯胺。採用上述進一步方案的有益效果是，即可室溫固化，又可加熱固化，賦予固化物良 好的電氣性能和力學性能。進一步，所述觸變劑為氣相二氧化矽。採用上述進一步方案的有益效果是，增加膠液體系的觸變性和粘度，使得體系為 觸變性的膠膏，防流淌，便於施工，賦予良好的物理機械穩定性。進一步，所述氣相二氧化矽為德固賽公司Aerosil R202或Aerosil 200。進一步，所述球形氧化鋁粉末的平均粒徑為5 50μπι，可以採用一種粒徑填充或 者兩種粒徑復配填充。採用上述進一步方案的有益效果是，該球形氧化鋁粉末粒徑整齊，球狀規則，高填 充量，高導熱率。進一步，所述環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、酚醛環氧樹脂、縮 水甘油胺型環氧樹脂、脂環族環氧樹脂中的一種或任意幾種的混合物。採用上述進一步方案的有益效果是，賦予體系低收縮率、耐候性、耐熱性等特點。進一步，所述活性稀釋劑可以為正丁基縮水甘油醚(BGE)、烯丙基縮水甘油醚 (AGE)、苯基縮水甘油醚(PGE)、1，4-丁二醇二縮水甘油醚(BDGE)中的一種或任意幾種的混 合物。採用上述進一步方案的有益效果是，提高浸潤性，增加填充劑用量。進一步，所述增韌劑可以為端羧基液體丁腈橡膠(CTBN)、端羥基液體丁腈橡膠 (HTBN)或奇士增韌劑。採用上述進一步方案的有益效果是，改善環氧樹脂固化物脆性，提高環氧樹脂固 化物抗開裂性能。進一步，所述偶聯劑為有機矽偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑或鋁酸酯偶聯劑。採用上述進一步方案的有益效果是，使膠接面更耐介質、耐水、耐老化。進一步，所述偶聯劑優選為有機矽偶聯劑。進一步，所述有機矽偶聯劑為Y-(環氧丙氧基)丙基三甲氧基矽烷、苯乙烯基三 甲氧基矽烷或苯基三甲氧基矽烷。採用上述進一步方案的有益效果是，在保證使膠接面更耐介質、耐水、耐老化的基 礎上，改善材料的粘接性。進一步，所述A組份中還可以含有重量份數的顏料0. 2。採用上述進一步方案的有益效果是，顏料用以滿足製件外觀要求。進一步，所述顏料為炭黑。使用時，按100 5 12的重量比稱取A組份和胺類固化劑，於室溫攪拌均勻，於 25°C固化M 48小時或於65°C固化4小時即可。
具體實施例方式以下對本發明的原理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本發明，並非用於限 定本發明的範圍。實施例1球形氧化鋁粉末70份(國產平均粒徑為40 μ m)，雙酚A型環氧樹脂15份，雙酚F 型環氧樹脂5份，烯丙基縮水甘油醚3. 3份，端羥基液體丁腈橡膠5份，苯基三甲氧基矽烷 0.5份，氣相二氧化矽Aerosil R202 1. 0份，在室溫下攪拌均勻，製得A組份；聚醯胺300和 聚醚胺D-400重量比1 1的胺類固化劑。A組份和胺類固化劑按重量比100 12混合， 在室溫下攪拌均勻，混合物於25°C固化M小時，測固化物導熱係數。實施例2球形氧化鋁粉末75份(國產平均粒徑為40 μ m)，雙酚A型環氧樹脂14份，雙酚 F型環氧樹脂3份，正丁基縮水甘油醚3份，端羥基液體丁腈橡膠3. 7份，苯基三甲氧基矽 烷0. 3份，氣相二氧化矽Aerosil R2020. 8份，炭黑0. 2份，在室溫下攪拌均勻，製得A組 份；聚醯胺651和聚醚胺D-400重量比1 1的胺類固化劑。A組份和胺類固化劑按重量 比100 9. 8混合，在室溫下攪拌均勻，混合物於25°C固化36小時，測固化物導熱係數。實施例3球形氧化鋁粉末80份(國產平均粒徑為40 μ m)，雙酚A型環氧樹脂11份，雙酚 F型環氧樹脂3份，苯基縮水甘油醚2. 2份，端羥基液體丁腈橡膠3份，γ -(環氧丙氧基) 丙基三甲氧基矽烷0. 2份，氣相二氧化矽AerOsilR2020. 4份，炭黑0. 2份，在室溫下攪拌均 勻，製得A組份；D-400的胺類固化劑。A組份和胺類固化劑按重量比100 7.7混合，在室 溫下攪拌均勻，混合物於25°C固化48小時，測固化物導熱係數。實施例4球形氧化鋁粉末80份(日本平均粒徑為25 μ m)，雙酚A型環氧樹脂10份，脂環族 環氧樹脂2份，縮水甘油胺型環氧樹脂2份，1,4- 丁二醇二縮水甘油醚2. 2份，端羧基液體 丁腈橡膠3份，苯乙烯基三甲氧基矽烷0.2份，氣相二氧化矽Aerosil 200 0.4份，炭黑0.2 份，在室溫下攪拌均勻，製得A組份；聚醯胺651和聚醚胺D-400重量比1 1的胺類固化 劑。A組份和胺類固化劑按重量比100 7.2混合，在室溫下攪拌均勻，混合物於65°C固化 4小時，測固化物導熱係數。實施例5球形氧化鋁粉末80份(日本50 μ m 5ym = 6 4 (重量比))，雙酚A型環氧樹 脂12份，酚醛環氧樹脂2份，1,4- 丁二醇二縮水甘油醚2. 2份，端羧基液體丁腈橡膠3份， 苯乙烯基三甲氧基矽烷0.2份，氣相二氧化矽Aerosil 200 0. 4份，炭黑0. 2份，在室溫下 攪拌均勻，製得A組份；聚醯胺300和聚醚胺D-400重量比1 1的胺類固化劑。A組份和 胺類固化劑按重量比100 7. 2混合，在室溫下攪拌均勻，混合物於65°C固化4小時，測固 化物導熱係數。實施例6球形氧化鋁粉末85份(日本50 μ m 5ym = 6 4 (重量比))，雙酚A型環氧樹 脂9份，酚醛環氧樹脂1份，正丁基縮水甘油醚2. 0份，奇士增韌劑2. 5份，γ -(環氧丙氧 基)丙基三甲氧基矽烷0. 1份，氣相二氧化矽AerOsil200 0.2份，炭黑0.2份，在室溫下攪拌均勻，製得A組份；D-400的胺類固化劑。A組份和胺類固化劑按重量比100 5混合，在 室溫下攪拌均勻，混合物於65°C固化4小時，測固化物導熱係數。對比實施例1非球形氧化鋁粉末70份(日本A-42-6)，雙酚A型環氧樹脂17份，脂環族環氧樹 脂3份，正丁基縮水甘油醚3. 3份，奇士增韌劑5份，Y-(環氧丙氧基)丙基三甲氧基矽 烷0.5份，氣相二氧化矽Aerosil R202 1. 0份，炭黑0. 2份，在室溫下攪拌均勻，製得A組 份；聚醯胺300和聚醚胺D-400重量比1 1的胺類固化劑。A組份和胺類固化劑按重量 比100 12混合，在室溫下攪拌均勻，混合物於25°C固化48小時，測固化物導熱係數。對比實施例2非球形氧化鋁粉末75份(日本A-42-6)，雙酚A型環氧樹脂15份，脂環族環氧樹 脂2份，正丁基縮水甘油醚3份，奇士增韌劑3. 7份，γ -(環氧丙氧基)丙基三甲氧基矽烷 0.3份，氣相二氧化矽Aerosil R202 0. 8份，炭黑0. 2份，在室溫下攪拌均勻，製得A組份； 聚醯胺300和聚醚胺D-400重量比1 1的胺類固化劑。A組份和胺類固化劑按重量比 100 9.8混合，在室溫下攪拌均勻，混合物於25°C固化48小時，測固化物導熱係數。通過 下面的測試實驗測試本發明的環氧樹脂電子粘接膠的性能。測試實驗導熱係數測試使用Hot Disk公司的TPS 2500S型導熱係數測定儀，按照ASTM E1530對實施例 1 6製得的樣品以及對比實施例1 2製得的樣品進行導熱係數測試。測試所得結果如表1所示。表1測試所得結果
權利要求
1.一種高導熱環氧樹脂電子粘接膠，其特徵在於，由A組份和胺類固化劑按100 5 12的重量比混合而成，所述A組份由以下重量比的各原料組成球形氧化鋁粉末70 85 份、環氧樹脂10 20份、活性稀釋劑2 3. 5份、增韌劑2. 5 5份、觸變劑0. 2 1份和 偶聯劑0. 1 0.5份。
2.根據權利要求1所述的高導熱環氧樹脂電子粘接膠，其特徵在於，所述胺類固化劑 為聚醚胺和/或聚醯胺。
3.根據權利要求1或2所述的高導熱環氧樹脂電子粘接膠，其特徵在於，所述觸變劑為 氣相二氧化矽。
4.根據權利要求1或2所述的高導熱環氧樹脂電子粘接膠，其特徵在於，所述球形氧化 鋁粉末的平均粒徑為5 50 μ m。
5.根據權利要求1或2所述的高導熱環氧樹脂電子粘接膠，其特徵在於，所述環氧樹脂 為雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、酚醛環氧樹脂、縮水甘油胺型環氧樹脂、脂環族環 氧樹脂中的一種或任意幾種的混合物，所述活性稀釋劑為正丁基縮水甘油醚、烯丙基縮水 甘油醚、苯基縮水甘油醚、1，4_ 丁二醇二縮水甘油醚中的一種或任意幾種的混合物。
6.根據權利要求1或2所述的高導熱環氧樹脂電子粘接膠，其特徵在於，所述增韌劑為 端羧基液體丁腈橡膠、端羥基液體丁腈橡膠或奇士增韌劑。
7.根據權利要求1或2所述的高導熱環氧樹脂電子粘接膠，其特徵在於，所述偶聯劑為 有機矽偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑或鋁酸酯偶聯劑。
8.根據權利要求7所述的高導熱環氧樹脂電子粘接膠，其特徵在於，所述偶聯劑為有 機矽偶聯劑。
9.根據權利要求8所述的高導熱環氧樹脂電子粘接膠，其特徵在於，所述有機矽偶聯 劑為Y-(環氧丙氧基)丙基三甲氧基矽烷、苯乙烯基三甲氧基矽烷或苯基三甲氧基矽烷。
10.根據權利要求1或2所述的高導熱環氧樹脂電子粘接膠，其特徵在於，所述A組份 中還含有重量份數的顏料0. 2。
全文摘要
本發明涉及一種高導熱環氧樹脂電子粘接膠，其特徵在於，由A組份和胺類固化劑按100∶5～12的重量比混合而成，所述A組份由以下重量比的各原料組成球形氧化鋁粉末70～85份、環氧樹脂10～20份、活性稀釋劑2～3.5份、增韌劑2.5～5份、觸變劑0.2～1份和偶聯劑0.1～0.5份。本發明的有益效果是本發明的粘接膠的球形氧化鋁比非球形氧化鋁有更高的填充量，固化物導熱率高，能迅速驅散發熱元器件的熱積累；填料高填充能降低熱膨脹係數和體積收縮率，對於粘接電子元器件非常適合；且價格較氮化硼(BN)、氮化鋁(ALN)便宜，成本低。
文檔編號C09J163/04GK102127382SQ20101058485
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月13日 優先權日2010年12月13日
發明者林榮杏, 王建斌, 陳田安 申請人:煙臺德邦電子材料有限公司