CN107556693A - 一种芯片用散热材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种芯片用散热材料及其制备方法和应用,该散热材料按照重量份的原料包括:环氧树脂25‑35份、酚醛树脂31‑39份、苯磺酰氯0.3‑0.7份、苯丙乳液7‑15份、氯铂酸3‑7份、氧化铝12‑20份。将酚醛树脂粉碎,然后与环氧树脂、苯磺酰氯溶液混合,加热搅拌;再加入氯铂酸溶液与苯丙乳液、氧化铝,加热搅拌、熔融挤出、注塑成型即得。本发明不仅能够有效保持较好的导热性能和绝缘性能,而且拉伸屈服强度和断裂伸长率也大幅提高,能够很好地满足计算机相关产品的散热需求。本发明耐高温、耐老化、耐腐蚀,使用过程中不产生对人体、环境有害的物质,使用寿命长。本发明的制备方法操作简单,生产成本低,适于工业化生产。

Description

一种芯片用散热材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及计算机材料技术领域,具体是一种芯片用散热材料及其制备方法和应用。
背景技术
界面散热材料是一类应用相当广泛而且非常重要的材料,主要用于填补两种材料接触面间的空隙,在接触面之间来形成一种三明治结构有效的减小接触热阻、降低热阻抗。随着超大规模集成电路和高密度封装的出现,电子元器件发热量越来越高,对散热的要求越来越高,界面散热材料也越发显得重要,其扮演的角色也越来越关键。在当今的微电子封装领域,为了提高由芯片到热沉的散热,已广泛应用了各种界面散热材料,其中包括导热油脂、导热胶、散热垫、散热胶带、相变材料和导热膏等。但是这些材料往往不能达到大尺寸芯片迫切的散热要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种芯片用散热材料及其制备方法和应用,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种芯片用散热材料,按照重量份的原料包括:环氧树脂25-35份、酚醛树脂31-39份、苯磺酰氯0.3-0.7份、苯丙乳液7-15份、氯铂酸3-7份、氧化铝12-20份。
作为本发明进一步的方案:所述芯片用散热材料,按照重量份的原料包括:环氧树脂28-32份、酚醛树脂33-37份、苯磺酰氯0.4-0.6份、苯丙乳液9-13份、氯铂酸4-6份、氧化铝14-18份。
作为本发明进一步的方案:所述芯片用散热材料,按照重量份的原料包括:环氧树脂30份、酚醛树脂35份、苯磺酰氯0.5份、苯丙乳液11份、氯铂酸5份、氧化铝16份。
一种芯片用散热材料的制备方法,包括以下步骤:
1)将苯磺酰氯与其质量9-10倍的乙醇混合,制得苯磺酰氯溶液;将氯铂酸与其质量6-7倍的去离子水混合,制得氯铂酸溶液;
2)将酚醛树脂粉碎,然后与环氧树脂、苯磺酰氯溶液混合,加热至61-65℃并在该温度下搅拌处理1.2-1.5h;再加入氯铂酸溶液与苯丙乳液、氧化铝,升温至78-80℃,并在该温度下搅拌处理55-65min;制得混合物A;
3)将混合物A升温至120-125℃并在该温度下搅拌处理20-25min,再在160-170℃的温度下搅拌20-25min,制得混合物B;
4)将混合物B经熔融挤出、注塑成型即得。
作为本发明进一步的方案:步骤2)中,搅拌速度为250-280r/min。
作为本发明进一步的方案:步骤3)中,搅拌速度为200-220r/min。
作为本发明进一步的方案:步骤2)中,与环氧树脂、苯磺酰氯溶液混合,加热至63℃。
作为本发明进一步的方案:步骤2)中,再加入氯铂酸溶液与苯丙乳液、氧化铝,升温至79℃。
作为本发明进一步的方案:步骤3)中,将混合物A升温至122℃并在该温度下搅拌处理20-25min,再在165℃的温度下搅拌20-25min,制得混合物B。
本发明另一目的是提供所述散热材料在芯片中的应用。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明制备的散热材料,不仅能够有效保持较好的导热性能和绝缘性能,而且拉伸屈服强度和断裂伸长率也大幅提高,能够很好地满足计算机相关产品的散热需求。本发明散热材料耐高温、耐老化、耐腐蚀,使用过程中不产生对人体、环境有害的物质,使用寿命长。本发明的制备方法操作简单,生产成本低,适于工业化生产。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中,一种芯片用散热材料,包括以下原料:环氧树脂25kg、酚醛树脂31kg、苯磺酰氯0.3kg、苯丙乳液7kg、氯铂酸3kg、氧化铝12kg。
将苯磺酰氯与其质量9倍的乙醇混合,制得苯磺酰氯溶液;将氯铂酸与其质量6倍的去离子水混合,制得氯铂酸溶液。将酚醛树脂粉碎,然后与环氧树脂、苯磺酰氯溶液混合,加热至61℃并在该温度下搅拌处理1.2h;再加入氯铂酸溶液与苯丙乳液、氧化铝,升温至78℃,并在该温度下搅拌处理55min;制得混合物A;上述步骤中,搅拌速度为250r/min。将混合物A升温至120℃并在该温度下搅拌处理20min,再在160℃的温度下搅拌20min,制得混合物B;上述步骤中,搅拌速度为200r/min。将混合物B经熔融挤出、注塑成型即得。
实施例2
本发明实施例中,一种芯片用散热材料,包括以下原料:环氧树脂35kg、酚醛树脂39kg、苯磺酰氯0.7kg、苯丙乳液15kg、氯铂酸7kg、氧化铝20kg。
将苯磺酰氯与其质量10倍的乙醇混合,制得苯磺酰氯溶液;将氯铂酸与其质量7倍的去离子水混合,制得氯铂酸溶液。将酚醛树脂粉碎,然后与环氧树脂、苯磺酰氯溶液混合,加热至65℃并在该温度下搅拌处理1.5h;再加入氯铂酸溶液与苯丙乳液、氧化铝,升温至80℃,并在该温度下搅拌处理65min;制得混合物A;上述步骤中,搅拌速度为280r/min。将混合物A升温至125℃并在该温度下搅拌处理25min,再在170℃的温度下搅拌25min,制得混合物B;上述步骤中,搅拌速度为220r/min。将混合物B经熔融挤出、注塑成型即得。
实施例3
本发明实施例中,一种芯片用散热材料,包括以下原料:环氧树脂28kg、酚醛树脂33kg、苯磺酰氯0.4kg、苯丙乳液9kg、氯铂酸4kg、氧化铝14kg。
将苯磺酰氯与其质量9.5倍的乙醇混合,制得苯磺酰氯溶液;将氯铂酸与其质量6.5倍的去离子水混合,制得氯铂酸溶液。将酚醛树脂粉碎,然后与环氧树脂、苯磺酰氯溶液混合,加热至63℃并在该温度下搅拌处理1.5h;再加入氯铂酸溶液与苯丙乳液、氧化铝,升温至79℃,并在该温度下搅拌处理65min;制得混合物A;上述步骤中,搅拌速度为280r/min。将混合物A升温至122℃并在该温度下搅拌处理25min,再在165℃的温度下搅拌25min,制得混合物B;上述步骤中,搅拌速度为220r/min。将混合物B经熔融挤出、注塑成型即得。
实施例4
本发明实施例中,一种芯片用散热材料,包括以下原料:环氧树脂32kg、酚醛树脂37kg、苯磺酰氯0.6kg、苯丙乳液13kg、氯铂酸6kg、氧化铝18kg。
将苯磺酰氯与其质量9.5倍的乙醇混合,制得苯磺酰氯溶液;将氯铂酸与其质量6.5倍的去离子水混合,制得氯铂酸溶液。将酚醛树脂粉碎,然后与环氧树脂、苯磺酰氯溶液混合,加热至63℃并在该温度下搅拌处理1.5h;再加入氯铂酸溶液与苯丙乳液、氧化铝,升温至79℃,并在该温度下搅拌处理65min;制得混合物A;上述步骤中,搅拌速度为280r/min。将混合物A升温至122℃并在该温度下搅拌处理25min,再在165℃的温度下搅拌25min,制得混合物B;上述步骤中,搅拌速度为220r/min。将混合物B经熔融挤出、注塑成型即得。
实施例5
本发明实施例中,一种芯片用散热材料,包括以下原料:环氧树脂30kg、酚醛树脂35kg、苯磺酰氯0.5kg、苯丙乳液11kg、氯铂酸5kg、氧化铝16kg。
将苯磺酰氯与其质量9.5倍的乙醇混合,制得苯磺酰氯溶液;将氯铂酸与其质量6.5倍的去离子水混合,制得氯铂酸溶液。将酚醛树脂粉碎,然后与环氧树脂、苯磺酰氯溶液混合,加热至63℃并在该温度下搅拌处理1.5h;再加入氯铂酸溶液与苯丙乳液、氧化铝,升温至79℃,并在该温度下搅拌处理65min;制得混合物A;上述步骤中,搅拌速度为280r/min。将混合物A升温至122℃并在该温度下搅拌处理25min,再在165℃的温度下搅拌25min,制得混合物B;上述步骤中,搅拌速度为220r/min。将混合物B经熔融挤出、注塑成型即得。
对比例1
除不含有苯磺酰氯外,其原料成分与制备工艺与实施例5一致。
对比例2
除不含有氯铂酸外,其原料成分与制备工艺与实施例5一致。
对比例3
将各原料直接混合制得混合物A,将混合物A升温至122℃并在该温度下搅拌处理25min,再在165℃的温度下搅拌25min,制得混合物B;上述步骤中,搅拌速度为220r/min。将混合物B经熔融挤出、注塑成型即得。其原料成分与实施例5一致。
以外形尺寸为50×20×3为例(单位:毫米),检测实施例1-5及对比例1-3制备的散热材料的性能参数,具体结果见表1:
表1
结论:本发明实施例3-5为较佳实施例,优于实施例1-2,同时,本发明在各原料的相 互作用下以及上述制备工艺的条件下制备的散热材料的性能优于市场同类产品,具备较好的应用前景。
本发明在缺少苯磺酰氯处理制得的散热材料,拉伸屈服强度变差、热变形温度降低,说明经过苯磺酰氯的作用制得的散热材料能够提高拉伸屈服强度、热变形温度。在缺少氯铂酸时,制得的散热材料的断裂伸长率降低、导热系数降低,说明说明经过氯铂酸的作用制得的散热材料能够提高断裂伸长率与导热系数。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种芯片用散热材料,其特征在于,按照重量份的原料包括:环氧树脂25-35份、酚醛树脂31-39份、苯磺酰氯0.3-0.7份、苯丙乳液7-15份、氯铂酸3-7份、氧化铝12-20份。
2.根据权利要求1所述的芯片用散热材料,其特征在于,按照重量份的原料包括:环氧树脂28-32份、酚醛树脂33-37份、苯磺酰氯0.4-0.6份、苯丙乳液9-13份、氯铂酸4-6份、氧化铝14-18份。
3.根据权利要求1所述的芯片用散热材料,其特征在于,按照重量份的原料包括:环氧树脂30份、酚醛树脂35份、苯磺酰氯0.5份、苯丙乳液11份、氯铂酸5份、氧化铝16份。
4.一种如权利要求1-3任一所述的芯片用散热材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将苯磺酰氯与其质量9-10倍的乙醇混合,制得苯磺酰氯溶液;将氯铂酸与其质量6-7倍的去离子水混合,制得氯铂酸溶液;
2)将酚醛树脂粉碎,然后与环氧树脂、苯磺酰氯溶液混合,加热至61-65℃并在该温度下搅拌处理1.2-1.5h;再加入氯铂酸溶液与苯丙乳液、氧化铝,升温至78-80℃,并在该温度下搅拌处理55-65min;制得混合物A;
3)将混合物A升温至120-125℃并在该温度下搅拌处理20-25min,再在160-170℃的温度下搅拌20-25min,制得混合物B;
4)将混合物B经熔融挤出、注塑成型即得。
5.根据权利要求4所述的芯片用散热材料的制备方法,其特征在于,步骤2)中,搅拌速度为250-280r/min。
6.根据权利要求4所述的芯片用散热材料的制备方法,其特征在于,步骤3)中,搅拌速度为200-220r/min。
7.根据权利要求4所述的芯片用散热材料的制备方法,其特征在于,步骤2)中,与环氧树脂、苯磺酰氯溶液混合,加热至63℃。
8.根据权利要求4所述的芯片用散热材料的制备方法,其特征在于,步骤2)中,再加入氯铂酸溶液与苯丙乳液、氧化铝,升温至79℃。
9.根据权利要求4所述的芯片用散热材料的制备方法,其特征在于,步骤3)中,将混合物A升温至122℃并在该温度下搅拌处理20-25min,再在165℃的温度下搅拌20-25min,制得混合物B。
10.如权利要求1-3任一所述的散热材料在芯片中的应用。
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