CN106753144A - 一种具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及导电浆料技术领域,具体为一种具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶及其制备方法。本发明制备的封装胶具有紫外光固化特性,固化时间短,韧性可调;并且还具有选择性红外辐射特性,在8‑14μm波段红外辐射率大于0.9;封装胶的导热系数高,大于4w/m.k。本发明的封装胶与金属、聚合物膜、陶瓷均具有良好的结合力,附着力大于9N/mm2,密封性好,使用温度范围宽、耐温度冲击能力强。
Description
技术领域
本发明涉及导电浆料技术领域,尤其涉及一种具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶及其制备方法。
背景技术
封装胶通常用作电子元器件的导热绝缘材料,通常是由树脂、助剂及功能性添加剂组成,经搅拌分散、三辊轧制或砂磨等工艺制备而成的膏状物质,常温保存,使用的时候将其涂布于元器件表面,然后在一定温度下固化成型。通常要求封装胶具有与基材结合强度高、绝缘性高、导热性优异等特点。
当前市场上封装胶的种类繁多,但这些产品大多只考虑封装胶与基材的结合强度、绝缘性及导热性,而对于封装胶是否具有红外反射选择性关注得较少,基本未见有关报道。若在封装胶中引入红外窗口材料,将辐射波调频到对人体健康有益的波段,那么这种导热胶将具有更高的社会价值。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,提供一种具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶,以及该种具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶的制备方法。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案。
一种具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶,由以下质量百分比的各组分组成:10-75%的有机相,2-30%的导热材料,2-30%的红外窗口材料。
其中,所述有机相包括以下质量百分比的各组分:80-95%的光固化树脂,1-20%的光引发剂,1-20%的光活性单体,0.5-5%的消泡剂,0.5-5%的分散剂。
优选的,所述导热材料为Al2O3、MgO、ZnO、SiO2、AlN、BN、Si3N4和SiC中的至少一种,所述导热材料的粒径为0.1-3μm。
优选的,所述的红外窗口材料为SiC-SiO2-TiO2,NaBa0.85Mg0.15PO4,Co0.6Zn0.4Ni0.8Fe1.2O4,Mg2Al4Si5O16,MgO-Al2O3-SiO2,CoFe2O4,Zn0.4(Re/Mn)0.8Fe1.2O4(Re-La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy)中的至少一种,所述红外窗口材料的粒径为0.1-3μm。
优选的,所述光固化树脂为双酚A环氧丙烯酸树脂、聚酰亚胺改性环氧丙烯酸树脂、邻甲酚醛环氧丙烯酸树脂中的一种或两种的混合物或三种的混合物。
优选的,所述光引发剂为2-异丙基硫杂蒽酮、2-甲基-1-(4-甲硫基丙基)-2-吗啉-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中的至少一种。
优选的,光活性单体为双季戊四醇六丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种。
优选的,所述消泡剂为疏水改性二氧化硅与矿物油的混合物。
优选的,所述分散剂为BYK-204、BYK-110、BYK-111、BYK-102、BYK-103、BYK-180、BYK-110、BYK-160、BYK-166、BYK-169、BYK-161、BYK-168或BYK-184。
优选的,以上所述具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶的粘度为300-500dPa·s。
以上所述具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶的制备方法,包括以下步骤:
S1制备有机相:分别称取光固化树脂、光引发剂、光活性单体、消泡剂和分散剂并在常温下混合均匀,得到有机相。
S2制备封装胶:分别称取导热材料和红外窗口材料,然后将导热材料和红外窗口材料加入有机相中并搅拌,得浆料;接着将浆料至于三辊研磨机中研磨5-15遍,得到粘度为300-500dPa·s的封装胶。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明制备的封装胶具有紫外光固化特性,固化时间短,韧性可调;并且还具有选择性红外辐射特性,在8-14μm波段红外辐射率大于0.9;封装胶的导热系数高,大于4w/m.k。本发明的封装胶与金属、聚合物膜、陶瓷均具有良好的结合力,附着力大于9N/mm2,密封性好,使用温度范围宽、耐温度冲击能力强。
具体实施方式
为了更充分的理解本发明的技术内容,下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步介绍和说明。
实施例1
本实施例提供一种具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶,以及该种具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶的制备方法。
具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶由以下质量百分比的三组分构成:50%的有机相,25%的导热材料,25%的红外窗口材料。
其中,有机相包括有以下质量百分比的各组分:85%的光固化树脂(双酚A环氧丙烯酸树脂),5%的光引发剂(2-异丙基硫杂蒽酮),7%的光活性单体(双季戊四醇六丙烯酸酯),1.5%的消泡剂(疏水改性二氧化硅),1.5%的分散剂(BYK-204)。
其中,导热材料是粒径为1.5μm的AlN。
其中,红外窗口材料是粒径为1.5μm的CoFe2O4。
本实施例的具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶的制备方法,包括以下步骤:
(1)制备有机相:分别称取光固化树脂、光引发剂、光活性单体、消泡剂和分散剂并在常温下混合均匀,得到有机相。
(2)制备封装胶:分别称取导热材料和红外窗口材料,然后将导热材料和红外窗口材料加入有机相中并搅拌,得浆料;接着将浆料至于三辊研磨机中研磨10遍,得到粘度为320dPa·s的封装胶。
本实施制备的具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶与金属、聚合物、陶瓷均具有良好的结合力,附着力大于9N/mm2,密封性好;且该封装胶具有紫外光固化特性,固化时间小于15s;另外,该封装胶具有选择性红外辐射特性,在8-14μm波段红外辐射率为0.92;该封装胶的导热系数为5w/m.k。
实施例2
本实施例提供一种具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶,以及该种具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶的制备方法。
具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶由以下质量百分比的三组分构成:65%的有机相,15%的导热材料,20%的红外窗口材料。
其中,有机相包括有以下质量百分比的各组分:85%的光固化树脂(邻甲酚醛环氧丙烯酸树脂),4%的光引发剂(2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦),8%的光活化单体(乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯),1%的消泡剂(疏水改性二氧化硅),2%的分散剂(BYK-204)。
其中,导热材料是粒径为1μm的SiC。
其中,红外窗口材料是粒径为1μm的Mg2Al4Si5O16。
本实施例的具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶的制备方法,包括以下步骤:
(1)制备有机相:分别称取光固化树脂、光引发剂、光活性单体、消泡剂和分散剂并在常温下混合均匀,得到有机相。
(2)制备封装胶:分别称取导热材料和红外窗口材料,然后将导热材料和红外窗口材料加入有机相中并搅拌,得浆料;接着将浆料至于三辊研磨机中研磨8遍,得到粘度为300dPa·s的封装胶。
本实施制备的具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶与金属、聚合物、陶瓷均具有良好的结合力,附着力大于9N/mm2,密封性好;且该封装胶具有紫外光固化特性,固化时间小于10s;另外,该封装胶具有选择性红外辐射特性,在8-14μm波段红外辐射率为0.90;该封装胶的导热系数为4.5w/m.k。
在其它实施方案中,组成具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶的各组分的配比还以如下:10-75wt.%的有机相,2-30wt.%的导热材料,2-30wt.%的红外窗口材料;其中,有机相中各组分的配比还可以如下:80-95wt.%的光固化树脂,1-20wt.%的光引发剂,1-20wt.%的光活性单体,0.5-5wt.%的消泡剂,0.5-5wt.%的分散剂。
在其它实施方案中,导热材料还可以选用Al2O3、MgO、ZnO、SiO2、AlN、BN、Si3N4和SiC中的任意一种或多种,并且导热材料的粒径还可以在0.1-3μm的范围内;红外窗口材料还可以选用SiC-SiO2-TiO2,NaBa0.85Mg0.15PO4,Co0.6Zn0.4Ni0.8Fe1.2O4,Mg2Al4Si5O16,MgO-Al2O3-SiO2,CoFe2O4,Zn0.4(Re/Mn)0.8Fe1.2O4(Re-La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy)中的任意一种或多种,并且红外窗口材料的粒径还可以是0.1-3μm的范围内;光固化树脂还可以选用双酚A环氧丙烯酸树脂、聚酰亚胺改性环氧丙烯酸树脂、邻甲酚醛环氧丙烯酸树脂中的一种或两种的混合物或三种的混合物;光引发剂还可以选用2-异丙基硫杂蒽酮、2-甲基-1-(4-甲硫基丙基)-2-吗啉-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中的任意一种或多种;消泡剂还可以是疏水改性二氧化硅与矿物油组成的混合物;分散剂还可以是BYK-110、BYK-111、BYK-102、BYK-103、BYK-180、BYK-110、BYK-160、BYK-166、BYK-169、BYK-161、BYK-168或BYK-184。光活性单体为双季戊四醇六丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种。
在其它实施方案中,还可以制备粘度在300-500dPa·s范围内的具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶的粘度为。
以上所述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容,以便于读者更容易理解,但不代表本发明的实施方式仅限于此,任何依本发明所做的技术延伸或再创造,均受本发明的保护。
Claims (10)
1.一种具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶,其特征在于,由以下质量百分比的各组分组成:10-75%的有机相,2-30%的导热材料,2-30%的红外窗口材料;
其中,所述有机相包括以下质量百分比的各组分:80-95%的光固化树脂,1-20%的光引发剂,1-20%的光活性单体,0.5-5%的消泡剂,0.5-5%的分散剂。
2.根据权利要求1所述一种具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶,其特征在于,所述导热材料为Al2O3、MgO、ZnO、SiO2、AlN、BN、Si3N4和SiC中的至少一种,所述导热材料的粒径为0.1-3μm。
3.根据权利要求1所述一种具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶,其特征在于,所述的红外窗口材料为SiC-SiO2-TiO2,NaBa0.85Mg0.15PO4,Co0.6Zn0.4Ni0.8Fe1.2O4,Mg2Al4Si5O16,MgO-Al2O3-SiO2,CoFe2O4,Zn0.4(Re/Mn)0.8Fe1.2O4(Re-La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy)中的至少一种,所述红外窗口材料的粒径为0.1-3μm。
4.根据权利要求1所述一种具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶,其特征在于,所述光固化树脂为双酚A环氧丙烯酸树脂、聚酰亚胺改性环氧丙烯酸树脂、邻甲酚醛环氧丙烯酸树脂中的一种或两种的混合物或三种的混合物。
5.根据权利要求1所述一种具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶,其特征在于,所述光引发剂为2-异丙基硫杂蒽酮、2-甲基-1-(4-甲硫基丙基)-2-吗啉-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中的至少一种。
6.根据权利要求1所述一种具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶,其特征在于,所述消泡剂为疏水改性二氧化硅与矿物油的混合物。
7.根据权利要求1所述一种具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶,其特征在于,所述分散剂为BYK-204、BYK-110、BYK-111、BYK-102、BYK-103、BYK-180、BYK-110、BYK-160、BYK-166、BYK-169、BYK-161、BYK-168或BYK-184。
8.根据权利要求1所述一种具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶,其特征在于,光活性单体为双季戊四醇六丙烯酸酯、乙氧化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的至少一种。
9.根据权利要求1-8任一项所述一种具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶,其特征在于,所述具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶的粘度为300-500dPa·s。
10.一种如权利要求1所述具有红外窗口特性的光固化型高导热封装胶的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1制备有机相:分别称取光固化树脂、光引发剂、光活性单体、消泡剂和分散剂并在常温下混合均匀,得到有机相;
S2制备封装胶:分别称取导热材料和红外窗口材料,然后将导热材料和红外窗口材料加入有机相中并搅拌,得浆料;接着将浆料至于三辊研磨机中研磨5-15遍,得到粘度为300-500dPa·s的封装胶。
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