CN1020826C - 导热绝缘硅板及其制法 - Google Patents

Abstract

一种导热绝缘硅板及其制法。硅板是在聚酰胺薄膜两面喷涂硅板组合物，制成固化后厚度为0.2毫米的硅板，所说的硅板组合物含有乙烯硅橡胶12.5-18(重量)%，氧化铝粉33-37.5(重量)%，烟雾二氧化硅1-2(重量)%，过氧化苯甲酰0.5-1(重量)%，甲苯45-48(重量)%，KH550 0.5-1(重量)%。在经过前处理的聚酰亚胺薄膜两面喷涂上述硅板组合物后，在160-200℃高温固化，直到固化为止，再在120℃下干燥2小时，即制成导热绝缘硅板。可填充于电子器件中供绝缘和导热用。

Description

本发明涉及主要由硅树脂组成的绝缘材料和聚硅氧烷组合物领域。

在电视机、录音机等电子设备中装配着电子元件如大功率管、三极管、可控硅等以及散热器，在这些电子元件之间有许多接触面和装配面间的空隙，这些空隙使设备的热阻增加，热流不畅，从而使设备内温度升高或散热很慢，这对设备的可靠性与使用寿命很有影响，一般使用云母片填充于该空隙，但是云母片绝缘与传热性能不稳定，易于剥裂，因此，必须寻求具有高的阻燃、耐温和导热性能、低电器损耗和高电绝缘的材料来代替云母片。

本发明的目的就在于：提供一种具有高电绝缘性能、高导热性能的材料，以便用于功率半导体元件和散热器间绝缘与导热。

本发明的目的通过以下技术措施而完全达到了，采用化学结构稳定的乙烯硅橡胶作为硅板组合物的主要组分，它与作为填料并具有导热的氧化铝和二氧化硅、作为固化剂用的过氧化苯甲酰以及溶剂混合后，喷涂于聚酰亚胺薄膜两面，作成总厚度为0.2毫米的板片。

以下对本发明硅板进行详细说明。

作为本发明硅板组合物主要组分的乙烯硅橡胶化学名称为聚二甲基甲基乙烯基硅氧烷，北京化工二厂产品，牌号为110＃-1，分子量为35万～65万，结构式如下：

其中m＞n，m，n不等于0。

这种乙烯硅橡胶结构稳定，具有低电损耗和高电绝缘性能，在硅板中主要起电绝缘的作用并且寿命长。乙烯硅橡胶在混合物中的重量占12.5-18%，如小于12.5（重量）%，则电绝缘不良和介电损耗大，如大于 18（重量）%，则使硅板导热性能受影响。

在硅板组合物中含有的氧化铝粉具有抗漏电、耐电弧、耐磨损、自熄阻燃性能。导热性能虽低于氮化硼或氧化铍，但高于氧化锌。氧化铝无毒、无味、价廉，其粒度为2微米左右。二氧化硅与硅橡胶结合，可增加机械强度，二氧化硅是烟雾二氧化硅，在硅板组合物中，氧化铝占33-37.5（重量）;烟雾二氧化硅占1-2（重量）%，如果氧化铝与二氧化硅量加在一起超出35（重量）%，则组合物太稠，太少又不能起增稠作用而使组合物太稀，不易固化。

本发明硅板组合物中含有作为乙烯硅橡胶的固化剂的过氧化苯甲酰，并增加硅板的电绝缘性。过氧化苯甲酰的量占硅板组合物的0.5-1（重）%。

此外，本发明还含有作为溶剂的甲苯，甲苯使组合物中的有机物全部溶解，从而使有机物与氧化铝粉和烟雾二氧化硅能充分混合均匀。

本发明硅板组合物中还含有作为结构稳定剂的KH-550，该产品是辽宁省盖县化工厂的产品，它的化学结构是HS（CH）Si（OCH）它也是有机硅烷偶联剂，它能使不同材料偶联起来，明显地提高制品机械强度，有效地改善材料的电性能、耐候性与耐蚀性，KH550占硅板组合物的0.5-1（重量）%。

由上述硅板组合物两面喷涂的聚酰亚胺薄膜具有耐高温耐辐射和优良的电性能，作为导热绝缘材料，聚酰亚胺薄膜优于硅橡胶、云母片、玻璃纤维、四氟乙烯薄膜及聚酯薄膜等。

本发明硅板的制作方法如下：

按工艺先后程序为聚酰亚胺的前处理，两面喷涂硅板组合物，高温固化和后处理，最后得到成品。

前处理是对聚酰亚胺薄膜进行清洗，然后配制硅板组合物，其组成如下：

乙烯硅橡胶（聚二甲基甲基乙烯基硅氧    12.5-18（重量）%

烷，北京化工二厂产品，

牌号为110＃-1，

分子量35万～65万）

氧化铝粉（0.2微米左右）    33-37.5（重量）%

烟雾二氧化硅    1-2（重量）%

过氧化苯甲酰    0.5-1（重量）%

甲苯    45-48（重量）%

结构稳定剂KH-550    0.5-1（重量）%

以上氧化铝粉的粒径为2微米左右，二氧化硅是烟雾二氧化硅，将上述硅板组合物均匀混合后，放入喷涂器中对聚酰亚胺薄膜两面进行喷涂。高温固化处理是在160-200℃下加热直到固化为止，后处理工序是在120℃下烘烤2小时，以使硅板组合物固化和干燥，最后作成总厚度为0.2毫米的硅板。

由以上方法所制导热绝缘硅板，颜色为灰色;工作温度范围-60℃到180℃;根据国标1408-78标准，绝缘强度为7000伏;根据国标1410-78标准所测体积电阻为2.18×10欧·厘米;根据TR-41型样品盒测试标准和国标GB1409-78标准，所测介电常数（）在1KC时为4.43，在100KC时为4.33;根据HP4272A和HP4275A，RCL表测试标准和国标GB1409-78测试介电损耗（tgδ），在1KC时为1.02×10，在100KC时为7.5×10;导热余数W/m℃符合日本JISR2618-1929测试标准，大于0.4，热阻也符合日本JISR2168-1929测试标准，在TO-3晶体管中为0.3℃/W。

本发明导热绝缘硅板具有上述作为导热片的优良性能，能填充于电子器件，如大功率管、三极管、可控硅和散热器装配面，帮助消除接触面的空气隙，增加热流通道，从而达到减少热阻、降低电子器件的工作温度，提高可靠性和使用寿命。所用原料易得价廉，因此成本也低。

Claims (2)

1、导热绝缘硅板，其特征在于：在聚酰亚胺薄膜两面喷涂下列硅板组合物，制成固化后的总厚度为0.2毫米的板片：

乙烯硅橡胶(聚二甲基甲基乙烯基硅氧  12.5--18(重量)%

          烷，北京化工二厂产品，

          牌号为110#-1，

          分子量35万～65万)

氧化铝粉(0.2微米左右)             33--37.5(重量)%

烟雾二氧化硅                      1--2(重量)%

过氧化苯甲酰                      0.5--1(重量)%

甲苯                              45--48(重量)%

结构稳定剂KH-550                  0.5--1(重量)%

2、导热绝缘硅板的制造方法，其特征在于：将聚酰亚胺薄膜经清洗前处理后，在其两面喷涂如下硅板组合物：

乙烯硅橡胶（聚二甲基甲基乙烯基硅氧  12.5-18（重量）%

烷，北京化工二厂产品，

牌号为110＃-1，

分子量35万～65万）

氧化铝粉（0.2微米左右）  33-37.5（重量）%

烟雾二氧化硅  1-2（重量）%

过氧化苯甲酰  0.5-1（重量）%

甲苯  45-48（重量）%

结构稳定剂KH-550  0.5-1（重量）%

将喷涂后的板片在160-200℃下高温固化，直到固化为止，再在120℃下作干燥处理2小时，得到总厚度为0.2毫米的导热绝缘硅板。