CN102391818A - 一种绝缘导热粘合剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种绝缘导热粘合剂，由下述方法制备而得：（1）制备粘合剂基体胶液；（2）制备纳米无机复合无机填料溶液；（3）制备粘合剂。该绝缘导热粘合剂由下述重量组分构成，双酚A环氧树脂100份，酚醛树脂35～100份，纳米级碳化硅20～30份，纳米级氧化铝10～20份，纳米级二氧化硅2～8份，丙酮40～100份。本发明的有益效果是：通过在树脂基体中添加纳米级无机复合无机填料碳化硅、氧化铝和二氧化硅，来提高固化后粘合剂的导热性能。同时纳米级无机复合无机填料对胶体空隙填充效果更好，也使得绝缘粘合层更加均匀，还可以减薄绝缘粘合层的厚度，从而降低绝缘粘合层的热阻。
Description
技术领域
本发明涉及一种绝缘导热粘合剂及其制备方法，一种高分子复合材料应用领域的绝缘导热粘合剂及其制备方法。
背景技术
随着能源供应的日趋紧张和环境污染的日趋严重，人们不断寻求新的节能环保光源。LED光源由于其发光效率高、寿命长、节能环保等优点而成为新一代的绿色光源产品。LED光源应用领域的不断扩大，LED光源逐步向高光强、高功率发展，从而引起的LED散热问题日渐突出。在LED光源系统中，散热基板是热通路的核心部件。其作用就是吸收LED芯片产生的热量，并将其迅速传递出去，以保持LED芯片的工作状态的稳定。铝基覆铜板是一种常用的金属基线路板材料，它由铜箔、绝缘粘合层和金属铝板组成。由于金属铝和金属铜的导热性能非常好，所以绝缘粘合层的导热能力是影响铝基覆铜板散热的关键因素。
绝缘粘合层通常由环氧树脂、固化剂、促进剂和稀释剂等组成的配合液涂覆在金属铝板或铜箔的粘合面上，或者是将配合液加工成半固化片与金属铝板或铜箔叠合，然后通过抽真空、加温、加压过程层压而形成。对于绝缘粘合层，除了要求通过其能实现金属铝板和铜箔的良好的粘合和要有良好的绝缘性能外，还要求其具有良好的导热性能。而影响绝缘粘合层的导热能力的因素又有两个，一个是绝缘粘合层导热系数，另一个是绝缘粘合层的厚度。为了提高绝缘粘合层的导热和绝缘性能，需要添加部分绝缘导热填料。绝缘粘合层导热性能和介电性能主要取决于所添加填料的种类和粘合剂与填料的比例。
现在使用的粘合剂大多是采用单一的普通填料，绝缘、导热和粘合效果不甚理想。
发明内容
本发明的目的就是解决上述背景技术中存在的问题，提供一种配方合理、绝缘、导热和粘合性能好的绝缘导热粘合剂及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种绝缘导热粘合剂，其特征在于由下述方法制备而得：
（1） 制备粘合剂基体胶液：按下述质量组份将双酚A环氧树脂、酚醛树脂溶于丙酮，置于强磁力搅拌器内，搅拌均匀，制得粘合剂基体胶液；
双酚A环氧树脂100份；
酚醛树脂35～100份；
丙酮20～60份；
（2） 制备纳米无机复合无机填料溶液：按下述质量组份将碳化硅、氧化铝和二氧化硅溶于丙酮，放置于强磁力搅拌器上，搅拌至混合均匀，制得无机复合无机填料溶液；
碳化硅20～30份；
氧化铝10～20份；
二氧化硅2～8份；
丙酮20～50份。
（3） 制备粘合剂：将纳米无机复合无机填料溶液加入到粘合剂基体胶液中，放置于强磁力搅拌器上，搅拌至混合均匀，制得绝缘导热粘合剂。
优选地，所述碳化硅的粒度为1～100nm。
优选地，所述氧化铝的粒度为1～100nm。
优选地，所述二氧化硅的粒度为1～100nm。
本发明的有益效果是：通过在树脂基体中添加纳米级无机复合无机填料碳化硅、氧化铝和二氧化硅，来提高固化后粘合剂的导热性能。纳米级无机复合无机填料由于粒径比较小，比表面积比较大，具有极高的表面能，有很强的团聚趋势，容易与其他原子结合，以便于增加无机填料粒子间的接触点和无机填料粒子与粘合剂间的接触面，对胶体空隙填充效果更好，使得绝缘粘合层的到热能力大大提高。同时，由于填充效果比较好，也使得绝缘粘合层更加均匀，还可以减薄绝缘粘合层的厚度，从而降低绝缘粘合层的热阻。
由于本发明使用的双酚A环氧树脂具有良好的粘结性、成型性和耐热性，同时无机填料纳米级碳化硅、纳米级氧化铝、纳米级二氧化硅等均具有良好的绝缘性和导热性。因此，使用该种绝缘导热粘合剂制备的铝基覆铜板，具有很好的绝缘性能和导热性能。
具体实施方式
实施例1：
(1)制备粘合剂基体胶液。按质量份计，分别称取双酚A环氧树脂100份，酚醛树脂60份，溶于60份丙酮。将其放置于强磁力搅拌器上，搅拌至混合均匀，制得粘合剂基体胶液，待用。
(2)制备纳米无机复合填料溶液。按质量份计，分别称取纳米级碳化硅25份，纳米级氧化铝15份，纳米级二氧化硅5份，溶于20份丙酮。将其放置到强磁力搅拌器上，搅拌至会和均匀，制得纳米无机复合填料溶液，待用。
(3)将上述制得的纳米无机复合填料溶液加入到粘合剂基体胶液中，放置于强磁力搅拌器上，搅拌至混合均匀，即可制得高导热铝基覆铜板用绝缘导热粘合剂。
实施例2：
(1)制备粘合剂基体胶液。按质量份计，分别称取双酚A环氧树脂100份，酚醛树脂60份，溶于60份丙酮。将其放置于强磁力搅拌器上，搅拌至混合均匀，制得粘合剂基体胶液，待用。
(2)制备纳米无机复合填料溶液。按质量份计，分别称取纳米级碳化硅20份，纳米级氧化铝18份，纳米级二氧化硅7份，溶于20份丙酮。将其放置到强磁力搅拌器上，搅拌至会和均匀，制得纳米无机复合填料溶液，待用。
(3)将上述制得的纳米无机复合填料溶液加入到粘合剂基体胶液中，放置于强磁力搅拌器上，搅拌至混合均匀，即可制得高导热铝基覆铜板用绝缘导热粘合剂。
实施例3：
(1)制备粘合剂基体胶液。按质量份计，分别称取双酚A环氧树脂100份，酚醛树脂60份，溶于60份丙酮。将其放置于强磁力搅拌器上，搅拌至混合均匀，制得粘合剂基体胶液，待用。
(2)制备纳米无机复合填料溶液。按质量份计，分别称取纳米级碳化硅30份，纳米级氧化铝10份，纳米级二氧化硅5份，溶于20份丙酮。将其放置到强磁力搅拌器上，搅拌至会和均匀，制得纳米无机复合填料溶液，待用。
(3)将上述制得的纳米无机复合填料溶液加入到粘合剂基体胶液中，放置于强磁力搅拌器上，搅拌至混合均匀，即可制得高导热铝基覆铜板用绝缘导热粘合剂。
绝缘导热粘合剂的配方组分表
表格中的数字是以环氧树脂为基准的质量比份数。
Claims (4)
1.一种绝缘导热粘合剂，其特征在于由下述方法制备而得：
（1）制备粘合剂基体胶液：按下述重量组份将双酚A环氧树脂、酚醛树脂溶于丙酮，置于强磁力搅拌器内，搅拌均匀，制得粘合剂基体胶液；
双酚A环氧树脂100份；
酚醛树脂35～100份；
丙酮20～60份；
（2）制备纳米无机复合无机填料溶液：按下述重量组份将碳化硅、氧化铝和二氧化硅溶于丙酮，放置于强磁力搅拌器上，搅拌至混合均匀，制得无机复合无机填料溶液；
碳化硅20～30份；
氧化铝10～20份；
二氧化硅2～8份；
丙酮20～50份；
（3）制备粘合剂：将纳米无机复合无机填料溶液加入到粘合剂基体胶液中，放置于强磁力搅拌器上，搅拌至混合均匀，制得绝缘导热粘合剂。
2.根据权利要求1所述的绝缘导热粘合剂，其特征在于：所述碳化硅的粒度为1～100nm。
3.根据权利要求1所述的绝缘导热粘合剂，其特征在于：所述氧化铝的粒度为1～100nm。
4.根据权利要求1所述的绝缘导热粘合剂，其特征在于：所述二氧化硅的粒度为1～100nm。
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