CN112608710A - 一种高韧性导热界面材料及其制备方法、应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及界面材料技术领域,具体涉及到一种高韧性导热界面材料及其制备方法、应用。本发明主要是开发了一款具有优良导热性能,自动化同时易于组装返工的液态可固化导热填缝材料,其包括微米级无机填料和粘结料;所述微米级无机填料的含量至少不低于所述高导热界面材料的40wt%;所述粘结料中包含MQ硅树脂。由于本发明产品固化后具有优良的柔韧性,在需要返修的情况下,降低胶体与元器表面的粘接力,可以简单的实现拆卸,剥离,残胶不会留在电子元器件表面。
Description
技术领域
本发明涉及界面材料技术领域,具体涉及到一种高韧性导热界面材料及其制备方法、应用。
背景技术
随着电子元器件的集成度不断提高,对处理和运行速度,存储密度以及能量密度等的要求也不断增加,高温将会对电子元器件的稳定性、可靠性和寿命产生有害的影响。导热界面材料在电子器件热管理中发挥着至关重要的作用。同时在5G和新能源等领域的快速发展的促进下,对更高效且稳定的导热界面材料的需求也快速增加。
一般导热材料的导热系数与填料的添加量成正比的关系。但是,一般情况下填料加到一定量后,无法再往上加否则不能很好的成型和影响正常使用,其导热系数极限只能做到5W/m-K左右,不能有效满足高性能电子器件的要求。与此同时,传统的界面材料柔性低,返工组装时,不易拆卸,损坏电子元器件,同时不易清理残胶,污染器件等不良后果。
发明内容
针对上述技术问题,本发明主要是开发了一款具有优良导热性能,自动化同时易于组装返工的液态可固化导热填缝材料。由于本发明产品固化后具有优良的柔韧性,在需要返修的情况下,可以简单的实现拆卸,剥离,残胶不会留在电子元器件表面。
具体的,本发明的第一方面提供了一种高韧性导热界面材料,其包括微米级无机填料和粘结料;所述微米级无机填料的含量至少不低于所述高导热界面材料的40wt%;所述粘结料中包含MQ硅树脂。
作为本发明一种优选的技术方案,所述微米级无机填料至少包括两种或以上不同粒径的微米级氧化铝。
作为本发明一种优选的技术方案,所述微米级无机填料至少包括三种或以上不同粒径的微米级氧化铝。
作为本发明一种优选的技术方案,所述微米级无机填料中至少一种微米级氧化铝的粒径不高于10微米。
作为本发明一种优选的技术方案,所述微米级无机填料中至少一种微米级氧化铝的粒径不低于20微米。
作为本发明一种优选的技术方案,所述粘结料中还包括乙烯基硅油和端含氢有机硅。
作为本发明一种优选的技术方案,所述乙烯基硅油的含量与所述MQ硅树脂含量相同。
作为本发明一种优选的技术方案,其还包含添加剂;所述添加剂为聚醚改性有机硅。
本发明的第二个方面提供了如上所述的高韧性导热界面材料的制备方法,其包括如下步骤:
(1)将乙烯基硅油,MQ硅树脂,端含氢有机硅加入到双行星搅拌机内,在真空条件下搅拌5~20分钟;
(2)加入微米级无机填料以及助剂,在真空条件下搅拌10~50分钟;
(3)加入阻聚剂和添加剂,在真空条件下搅拌1~15分钟;
(4)加入催化剂,在真空条件下搅拌1~15分钟即得。
本发明的第三个方面提供了如上所述的高韧性导热界面材料在电子元器件领域中的应用。
有益效果:传统的导热材料应用中,固化型的导热材料在固化后,对元器件表面粘接力较强,若需返工,不易拆卸,容易损坏电子元器件;非固化型的导热材料在拆卸后不易清理,特别是在微小缝隙内,返修耗时耗力。本发明中采用三种不同粒径的氧化铝粉体搭配,从而达到优良的导热性能。而且,通过引入四官能度的MQ硅树脂搭配单官能度的普通乙烯基硅油,与Si-H交联剂发生交联反应,形成三位网状结构,提高了体系的撕裂强度以及韧性,从而使固化后的材料可以整片从元器件表面剥离。与此同时,引入聚醚改性的有机硅添加剂,在与体系中其余组分之间的相互作用力之下,降低胶体与元器表面的粘接力,易于器件的拆卸和返修。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明提供技术方案中的技术特征作进一步清楚、完整的描述,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。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本发明中参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时,这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围,而不论该范围是否单独公开了。例如,当公开了范围“0.1至1”时,所描述的范围应被解释为包括范围“0.1至0.9”、“0.1至0.8”、“0.1至0.7”、“0.1至0.6和0.7至1”、“0.1至0.8和1”等。当数值范围在本文中被描述时,除非另外说明,否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量,表示本发明并不限定于该具体数量,还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的,用“大约”、“约”等修饰一个数值,意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中,近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中,范围限定可以组合和/或互换,如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
本发明中的词语“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指,在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而,在相同的情况下或其他情况下,其他实施方案也可能是优选的。此外,对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用,也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
本发明的第一方面提供了一种高韧性导热界面材料,其包括微米级无机填料和粘结料;所述微米级无机填料的含量至少不低于所述高导热界面材料的40wt%;所述粘结料中包含MQ硅树脂。
本发明中所述的粘结料主要是通过液态流动微米级无机填料中,并且在催化剂等成分的作用下交联固化成型,得到可使用的导热界面材料。可以采用包括MQ硅树脂在内的本领域技术人员所熟知的各类热塑性弹性体、热塑性橡胶等成分,包括但不限于有机硅油、聚氨酯、各类天然橡胶、合成橡胶、MQ硅树脂等。
本发明中所述的MQ硅树脂是由单官能度硅氧烷链节(R3SiO1/2,M)的有机硅树脂与四官能度硅氧烷链节(SiO4,Q)的有机硅树脂进行共水解-缩聚反应生成的三维球型结构的树脂。其摩尔质量一般为1000~8000g/mol,具有从粘性流体道固体粉末的状态。
在一些实施方式中,所述MQ硅树脂中乙烯基树脂含量为10~30wt%,乙烯基聚二甲基硅氧烷含量为60~90wt%。可以选用深圳市吉鹏硅氟材料有限公司的5202P、5202S、5202N、安必亚特种有机硅南通有限公司的VQM 60等。
在一些优选的实施方式中,所述MQ硅树脂含量占所述高韧性导热界面材料的5.0~10.0wt%。
在一些实施方式中,所述粘结料中还包括乙烯基硅油和端含氢有机硅(Si-H交联剂,含氢硅油)。
本发明中所述乙烯基硅油是指是一种不同聚合度链状结构的聚有机硅氧烷,其表现形态为液体流状。本发明中所述的端含氢有机硅是结构中的端基上含有Si-H键,通过硅氢化反应,在末链端引入硅氢键的聚硅氧烷。本发明中的端含氢有机硅可以从市面上购买获得,例如山东大易化工有限公司的100cps粘度含氢硅油等。
在一些优选的实施方式中,所述的乙烯基硅油和MQ硅树脂含量相同,均占所述高韧性导热界面材料的5.0~10.0wt%。
在一些优选的实施方式中,所述乙烯基硅油和端含氢有机硅的黏度相同;优选的,采用黏度在100cps左右的有机硅油。
进一步优选的,所述端含氢有机硅的含量占所述高韧性导热界面材料的1.0~4.0wt%。
本发明中的所述高韧性导热界面材料中加入一定含量的乙烯基硅油和MQ硅树脂复配使用,使高韧性导热界面材料在制备过程中,在催化剂之间的作用下,促进端含氢有机硅上的氢与乙烯硅油上的不饱和双键之间发生加成反应,形成交联网络结构,将体系中的微米级无机填料均匀分布并固定在体系中,成型得到性能优异的界面材料。通过对MQ硅树脂和普通乙烯基硅油含量的调控,从而调控体系中三维网状结构的含量,以及体系中三维空间网络致密度,均匀度等特性,从而显著提高了体系的撕裂强度以及韧性,从而使固化后的材料可以整片从元器件表面剥离。当端含氢有机硅、乙烯基硅油以及MQ树脂之间的配伍比例不恰当,或者缺少其中的某一组分时,影响界面材料的内部微观结构,影响其正常成型和使用。
本发明的所述粘结料中还会加入一定量的催化剂和阻聚剂。
本发明中对所述催化剂并不作特殊限定,可以选用本领域技术人员所熟知的各类能够催化乙烯基硅油、MQ硅树脂和端含氢有机硅之间的加成反应的各类催化剂成分,包括但不限于铂金催化剂。本发明中多所述阻聚剂也并不作特殊限定,可以选用本领域技术人员所熟知的各类能够阻止乙烯基硅油和端含氢有机硅之间加成反应的阻聚剂,包括但不限于氢醌甲基醚等。
本发明中的微米级无机填料是平均粒径或尺寸在0.1~1000微米范围内的无机填料成分,其中对这些微米级无机填料的具体微观/宏观形貌不做特殊限定,可以采用各类无机填料,包括但不限于近球形、椭圆形、雪花形、立方形、片形等。本发明中对所述无机填料的具体成分不做特殊限定,可以选用本领域技术人员所熟知的各类无机填料成分,包括但不限于氧化铝、氮化铝、氧化镁、氧化铜、氧化铁等各类金属氧化物、金属氮化物等。
本发明中的所述微米级无机填料的含量不低于40wt%;优选的,所述微米级无机填料的含量不低于55wt%;优选的,所述微米级无机填料的含量不低于65wt%;进一步优选的,所述微米级无机填料的含量不低于80wt%。
在一些实施方式中,所述微米级无机填料至少包括两种或以上不同粒径的微米级氧化铝。
优选的,所述微米级无机填料至少包括三种或以上不同粒径的微米级氧化铝。
优选的,所述微米级无机填料中至少一种微米级氧化铝的粒径不高于10微米。
优选的,所述微米级无机填料中至少一种微米级氧化铝的粒径不低于20微米。
进一步优选的,所述微米级无机填料包括三种不同粒径的微米级氧化铝,其粒径范围包括20~60微米、1~20微米以及0.6~10微米。
进一步优选的,上述三种不同粒径的微米级氧化铝含量分别为30~60wt%、10~30wt%,以及10~30wt%。
进一步优选的,粒径在1~20微米和0.6~10微米范围内的氧化铝含量相同。
本发明中所述的微粒的粒径是指平均粒径,可以通过本领域技术人员所熟知的方法进行测试得到,例如扫描电镜、X-射线衍射等方式。
申请人在完成本发明的过程中发现,通过不同大小粒径的微米级氧化铝复配使用,可以在很大程度上改善界面材料的导热性能。通过MQ硅树脂、乙烯基硅油以及端含氢有机硅之间的相互反应和作用下,在界面材料内部形成连续,稳定,均匀分布的三维网络结构,而由于上述交联反应的不可控的,其形成的缝隙尺寸不能保证均匀,因此在体系中形成各种尺寸的缝隙,通过对微米级氧化铝尺寸大小的调控,使之充分填充形成的缝隙,避免由于缝隙未被填充而造成的热量传递不畅,影响导热系数的提升。申请人发现,当20~60微米氧化铝30~60wt%、1~20微米氧化铝10~30wt%、0.6~10微米氧化铝10~30wt%时,得到的界面材料微观结构达到充分的致密与均匀,对热量的传递能力达到最佳,从而使界面材料的导热系数得到显著的提升。
在一些实施方式中,本发明中的高韧性导热界面材料中还包含添加剂;所述添加剂为聚醚改性有机硅。本发明中对所述聚醚改性有机硅的具体选择和种类并不做特殊限定,可以根据本领域技术人员所熟知的方式制备得到,或者可以从市面上购买获得,例如莱阳圣邦有机硅科技有限公司的SI-2048聚醚烷基硅油等。
此外,本发明中所述的高韧性导热界面材料中在不影响常规性能的前提下,还可以添加本领域技术人员所熟知常规助剂,包括但不限于颜料等。
本发明的第二个方面提供了如上所述的高韧性导热界面材料的制备方法,其包括如下步骤:
(1)将乙烯基硅油,MQ硅树脂,端含氢有机硅加入到双行星搅拌机内,在真空条件下搅拌5~20分钟;
(2)加入微米级无机填料以及助剂,在真空条件下搅拌10~50分钟;
(3)加入阻聚剂和添加剂,在真空条件下搅拌1~15分钟;
(4)加入催化剂,在真空条件下搅拌1~15分钟即得。
进一步优选的,所述的高韧性导热界面材料的制备方法包括如下步骤:
(1)将乙烯基硅油,MQ硅树脂,Si-H交联剂加入到双行星搅拌机内,以30rpm转速在真空条件下搅拌10分钟
(2)加入20~60微米氧化铝,1~20微米氧化铝,0.6~10微米氧化铝以及颜料,以30rpm转速在真空条件下搅拌30分钟
(3)加入阻聚剂和添加剂,以30rpm转速在真空条件下搅拌5分钟
(4)加入铂金催化剂,以30rpm转速在真空条件下搅拌五分钟
(5)将搅拌完全的材料装入一定容积的胶管内,储存在低温环境下待用。
本发明的第三个方面提供了如上所述的高韧性导热界面材料在电子元器件领域中的应用。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是,以下实施例只用于对本发明作进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整,仍属于本发明的保护范围。
实施例
实施例1:本实施例提供了一种高韧性导热界面材料,其包括微米级无机填料和粘结料;所述高韧性导热界面材料通过如下原料制备得到:
所述乙烯基硅油100cps粘度乙烯基硅油,所述MQ硅树脂深圳市吉鹏硅氟材料有限公司的5202P;所述Si-H交联剂为山东大易化工有限公司的100cps粘度含氢硅油;所述阻聚剂为氢醌甲基醚;所述氧化铝Ⅰ的粒径为45微米;所述氧化铝Ⅱ的粒径为12微米;所述氧化铝Ⅲ的粒径为2微米;所述添加剂为聚醚改性有机硅SI-2048。
上述高韧性导热界面材料的制备方法包括如下步骤:
(1)将乙烯基硅油,MQ硅树脂,Si-H交联剂加入到双行星搅拌机内,以30rpm转速在真空条件下搅拌10分钟
(2)加入氧化铝Ⅰ,氧化铝Ⅱ,氧化铝Ⅲ以及颜料,以30rpm转速在真空条件下搅拌30分钟
(3)加入阻聚剂和添加剂,以30rpm转速在真空条件下搅拌5分钟
(4)加入铂金催化剂,以30rpm转速在真空条件下搅拌五分钟
(5)将搅拌完全的材料装入一定容积的胶管内,储存在低温环境下待用。
实施例2:本实施例提供了一种高韧性导热界面材料,其包括微米级无机填料和粘结料;所述高韧性导热界面材料通过如下原料制备得到:
所述乙烯基硅油100cps粘度乙烯基硅油,所述MQ硅树脂深圳市吉鹏硅氟材料有限公司的5202P;所述Si-H交联剂为山东大易化工有限公司的100cps粘度含氢硅油;所述阻聚剂为氢醌甲基醚;所述氧化铝Ⅰ的粒径为45微米;所述氧化铝Ⅱ的粒径为12微米;所述氧化铝Ⅲ的粒径为2微米;所述添加剂为聚醚改性有机硅SI-2048。
上述高韧性导热界面材料的制备方法包括如下步骤:
(1)将乙烯基硅油,MQ硅树脂,Si-H交联剂加入到双行星搅拌机内,以30rpm转速在真空条件下搅拌10分钟
(2)加入氧化铝Ⅰ,氧化铝Ⅱ,氧化铝Ⅲ以及颜料,以30rpm转速在真空条件下搅拌30分钟
(3)加入阻聚剂和添加剂,以30rpm转速在真空条件下搅拌5分钟
(4)加入铂金催化剂,以30rpm转速在真空条件下搅拌五分钟
(5)将搅拌完全的材料装入一定容积的胶管内,储存在低温环境下待用。
实施例3:本实施例提供了一种高韧性导热界面材料,其包括微米级无机填料和粘结料;所述高韧性导热界面材料通过如下原料制备得到:
所述乙烯基硅油100cps粘度乙烯基硅油,所述MQ硅树脂深圳市吉鹏硅氟材料有限公司的5202P;所述Si-H交联剂为山东大易化工有限公司的100cps粘度含氢硅油;所述阻聚剂为氢醌甲基醚;所述氧化铝Ⅰ的粒径为45微米;所述氧化铝Ⅲ的粒径为2微米;所述添加剂为聚醚改性有机硅SI-2048。
上述高韧性导热界面材料的制备方法包括如下步骤:
(1)将乙烯基硅油,MQ硅树脂,Si-H交联剂加入到双行星搅拌机内,以30rpm转速在真空条件下搅拌10分钟
(2)加入氧化铝Ⅰ,氧化铝Ⅲ以及颜料,以30rpm转速在真空条件下搅拌30分钟
(3)加入阻聚剂和添加剂,以30rpm转速在真空条件下搅拌5分钟
(4)加入铂金催化剂,以30rpm转速在真空条件下搅拌五分钟
(5)将搅拌完全的材料装入一定容积的胶管内,储存在低温环境下待用。
实施例4:本实施例提供了一种高韧性导热界面材料,其包括微米级无机填料和粘结料;所述高韧性导热界面材料通过如下原料制备得到:
所述乙烯基硅油100cps粘度乙烯基硅油,所述MQ硅树脂深圳市吉鹏硅氟材料有限公司的5202P;所述Si-H交联剂为山东大易化工有限公司的100cps粘度含氢硅油;所述阻聚剂为氢醌甲基醚;所述氧化铝Ⅰ的粒径为45微米;所述氧化铝Ⅱ的粒径为12微米;所述添加剂为聚醚改性有机硅SI-2048。
上述高韧性导热界面材料的制备方法包括如下步骤:
(1)将乙烯基硅油,MQ硅树脂,Si-H交联剂加入到双行星搅拌机内,以30rpm转速在真空条件下搅拌10分钟
(2)加入氧化铝Ⅰ,氧化铝Ⅱ以及颜料,以30rpm转速在真空条件下搅拌30分钟
(3)加入阻聚剂和添加剂,以30rpm转速在真空条件下搅拌5分钟
(4)加入铂金催化剂,以30rpm转速在真空条件下搅拌五分钟
(5)将搅拌完全的材料装入一定容积的胶管内,储存在低温环境下待用。
实施例5:本实施例提供了一种高韧性导热界面材料,其包括微米级无机填料和粘结料;所述高韧性导热界面材料通过如下原料制备得到:
所述乙烯基硅油100cps粘度乙烯基硅油,所述MQ硅树脂深圳市吉鹏硅氟材料有限公司的5202P;所述Si-H交联剂为山东大易化工有限公司的100cps粘度含氢硅油;所述阻聚剂为氢醌甲基醚;所述氧化铝Ⅱ的粒径为12微米;所述氧化铝Ⅲ的粒径为2微米;所述添加剂为聚醚改性有机硅SI-2048。
上述高韧性导热界面材料的制备方法包括如下步骤:
(1)将乙烯基硅油,MQ硅树脂,Si-H交联剂加入到双行星搅拌机内,以30rpm转速在真空条件下搅拌10分钟
(2)加入氧化铝Ⅱ,氧化铝Ⅲ以及颜料,以30rpm转速在真空条件下搅拌30分钟
(3)加入阻聚剂和添加剂,以30rpm转速在真空条件下搅拌5分钟
(4)加入铂金催化剂,以30rpm转速在真空条件下搅拌五分钟
(5)将搅拌完全的材料装入一定容积的胶管内,储存在低温环境下待用。
实施例6:本实施例提供了一种高韧性导热界面材料,其包括微米级无机填料和粘结料;所述高韧性导热界面材料通过如下原料制备得到:
所述乙烯基硅油100cps粘度乙烯基硅油,所述Si-H交联剂为山东大易化工有限公司的100cps粘度含氢硅油;所述阻聚剂为氢醌甲基醚;所述氧化铝Ⅰ的粒径为45微米;所述氧化铝Ⅱ的粒径为12微米;所述氧化铝Ⅲ的粒径为2微米;所述添加剂为聚醚改性有机硅SI-2048。
上述高韧性导热界面材料的制备方法包括如下步骤:
(1)将乙烯基硅油,Si-H交联剂加入到双行星搅拌机内,以30rpm转速在真空条件下搅拌10分钟
(2)加入氧化铝Ⅰ,氧化铝Ⅱ,氧化铝Ⅲ以及颜料,以30rpm转速在真空条件下搅拌30分钟
(3)加入阻聚剂和添加剂,以30rpm转速在真空条件下搅拌5分钟
(4)加入铂金催化剂,以30rpm转速在真空条件下搅拌五分钟
(5)将搅拌完全的材料装入一定容积的胶管内,储存在低温环境下待用。
实施例7:本实施例提供了一种高韧性导热界面材料,其包括微米级无机填料和粘结料;所述高韧性导热界面材料通过如下原料制备得到:
所述MQ硅树脂深圳市吉鹏硅氟材料有限公司的5202P;所述Si-H交联剂为山东大易化工有限公司的100cps粘度含氢硅油;所述阻聚剂为氢醌甲基醚;所述氧化铝Ⅰ的粒径为45微米;所述氧化铝Ⅱ的粒径为12微米;所述氧化铝Ⅲ的粒径为2微米;所述添加剂为聚醚改性有机硅SI-2048。
上述高韧性导热界面材料的制备方法包括如下步骤:
(1)将MQ硅树脂,Si-H交联剂加入到双行星搅拌机内,以30rpm转速在真空条件下搅拌10分钟
(2)加入氧化铝Ⅰ,氧化铝Ⅱ,氧化铝Ⅲ以及颜料,以30rpm转速在真空条件下搅拌30分钟
(3)加入阻聚剂和添加剂,以30rpm转速在真空条件下搅拌5分钟
(4)加入铂金催化剂,以30rpm转速在真空条件下搅拌五分钟
(5)将搅拌完全的材料装入一定容积的胶管内,储存在低温环境下待用。
实施例8:本实施例提供了一种高韧性导热界面材料,其包括微米级无机填料和粘结料;所述高韧性导热界面材料通过如下原料制备得到:
所述乙烯基硅油100cps粘度乙烯基硅油,所述MQ硅树脂深圳市吉鹏硅氟材料有限公司的5202P;所述Si-H交联剂为山东大易化工有限公司的100cps粘度含氢硅油;所述阻聚剂为氢醌甲基醚;所述氧化铝Ⅰ的粒径为45微米;所述氧化铝Ⅱ的粒径为12微米;所述氧化铝Ⅲ的粒径为2微米。
上述高韧性导热界面材料的制备方法包括如下步骤:
(1)将乙烯基硅油,MQ硅树脂,Si-H交联剂加入到双行星搅拌机内,以30rpm转速在真空条件下搅拌10分钟
(2)加入氧化铝Ⅰ,氧化铝Ⅱ,氧化铝Ⅲ以及颜料,以30rpm转速在真空条件下搅拌30分钟
(3)加入阻聚剂,以30rpm转速在真空条件下搅拌5分钟
(4)加入铂金催化剂,以30rpm转速在真空条件下搅拌五分钟
(5)将搅拌完全的材料装入一定容积的胶管内,储存在低温环境下待用。
实施例9:本实施例提供了一种高韧性导热界面材料,其包括微米级无机填料和粘结料;所述高韧性导热界面材料通过如下原料制备得到:
所述乙烯基硅油100cps粘度乙烯基硅油,所述MQ硅树脂深圳市吉鹏硅氟材料有限公司的5202P;所述Si-H交联剂为山东大易化工有限公司的100cps粘度含氢硅油;所述阻聚剂为氢醌甲基醚;所述氧化铝Ⅰ的粒径为45微米;所述氧化铝Ⅱ的粒径为12微米;所述氧化铝Ⅲ的粒径为2微米;所述添加剂为聚醚改性有机硅SI-2048。
上述高韧性导热界面材料的制备方法包括如下步骤:
(1)将乙烯基硅油,MQ硅树脂,Si-H交联剂,氧化铝Ⅰ,氧化铝Ⅱ,氧化铝Ⅲ以及颜料加入到双行星搅拌机内,以30rpm转速在真空条件下搅拌30分钟
(2)加入阻聚剂和添加剂,以30rpm转速在真空条件下搅拌5分钟
(3)加入铂金催化剂,以30rpm转速在真空条件下搅拌五分钟
(4)将搅拌完全的材料装入一定容积的胶管内,储存在低温环境下待用。
性能测试
申请人对上述实施例中的界面材料样品进行了导热系数、以及柔韧性测试。
(1)其中导热系数采用ASTM D5470的测试标准进行测试,其结果如下表1所示。
(2)其中柔韧性测试是将上述实施例中的界面材料样品(胶)涂在电子元器件上(铝片),然后将样品固化,固化后进行手工剥离测试。根据样品从器件表面剥离时是否完整,是否开裂,是否撕裂,撕破,器件表面是否有残胶等现象,对样品分1~5级,其中1级代表样品剥离情况最为完整,可以完整从器件表面上撕下,不裂开,不撕破,并在器件表面没有残胶,而5级代表界面材料在剥离时出现严重的开裂、撕破等现象,而器件表面残留大量的残胶,级数越高代表出现的开裂、撕破、残胶等现象越严重,具体结果如下表1所示。
表1性能测试结果
导热系数(W/m-K) | 柔韧性 | |
实施例1 | 1.6 | 2级 |
实施例2 | 1.4 | 2级 |
实施例3 | 1.3 | 2级 |
实施例4 | 1.1 | 3级 |
实施例5 | 1.0 | 3级 |
实施例6 | 1.5 | 4级 |
实施例7 | 1.2 | 1级 |
实施例8 | 1.5 | 5级 |
实施例9 | 1.2 | 3级 |
从上述实验结果中可以看出,本发明中提供的高韧性导热界面材料可以完全解决固化型的导热材料在固化后,对元器件表面粘接力较强,若需返工,不易拆卸,容易损坏电子元器件等的困扰,因其较低的表面张力和粘接力,可以简单的进行拆卸工艺,又因其较强的撕裂强度和韧性,可以整片从元器件表面剥离,不留残留。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对发明作其他形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或更改为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改,等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种高韧性导热界面材料,其特征在于,其包括微米级无机填料和粘结料;所述微米级无机填料的含量至少不低于所述高导热界面材料的40wt%;所述粘结料中包含MQ硅树脂。
2.根据权利要求1所述的高韧性导热界面材料,其特征在于,所述微米级无机填料至少包括两种或以上不同粒径的微米级氧化铝。
3.根据权利要求1所述的高韧性导热界面材料,其特征在于,所述微米级无机填料至少包括三种或以上不同粒径的微米级氧化铝。
4.根据权利要求3所述的高韧性导热界面材料,其特征在于,所述微米级无机填料中至少一种微米级氧化铝的粒径不高于10微米。
5.根据权利要求3所述的高韧性导热界面材料,其特征在于,所述微米级无机填料中至少一种微米级氧化铝的粒径不低于20微米。
6.根据权利要求1所述的高韧性导热界面材料,其特征在于,所述粘结料中还包括乙烯基硅油和端含氢有机硅。
7.根据权利要求6所述的高韧性导热界面材料,其特征在于,所述乙烯基硅油的含量与所述MQ硅树脂含量相同。
8.根据权利要求1~7任一项所述的高韧性导热界面材料,其特征在于,其还包含添加剂;所述添加剂为聚醚改性有机硅。
9.根据权利要求8所述的高韧性导热界面材料的制备方法,其特征在于,其包括如下步骤:
(1)将乙烯基硅油,MQ硅树脂,端含氢有机硅加入到双行星搅拌机内,在真空条件下搅拌5~20分钟;
(2)加入微米级无机填料以及助剂,在真空条件下搅拌10~50分钟;
(3)加入阻聚剂和添加剂,在真空条件下搅拌1~15分钟;
(4)加入催化剂,在真空条件下搅拌1~15分钟即得。
10.根据权利要求1~8任一项所述的高韧性导热界面材料在电子元器件领域中的应用。
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