CN112778704A - 一种具有高效连续导热网络的环氧模塑料及其制备方法 - Google Patents

一种具有高效连续导热网络的环氧模塑料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112778704A
CN112778704A CN202110205871.7A CN202110205871A CN112778704A CN 112778704 A CN112778704 A CN 112778704A CN 202110205871 A CN202110205871 A CN 202110205871A CN 112778704 A CN112778704 A CN 112778704A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
heat
molding compound
coupling agent
silane coupling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110205871.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112778704B (zh
Inventor
周博轩
胡松
许喜銮
石逸武
吴本杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niche Tech Kaiser Shantou Ltd
Original Assignee
Niche Tech Kaiser Shantou Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Niche Tech Kaiser Shantou Ltd filed Critical Niche Tech Kaiser Shantou Ltd
Priority to CN202110205871.7A priority Critical patent/CN112778704B/zh
Publication of CN112778704A publication Critical patent/CN112778704A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112778704B publication Critical patent/CN112778704B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
    • C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K13/00—Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
    • C08K13/06—Pretreated ingredients and ingredients covered by the main groups C08K3/00 - C08K7/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02—Fibres or whiskers
    • C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
    • C08K7/14—Glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/16—Solid spheres
    • C08K7/18—Solid spheres inorganic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/14—Solid materials, e.g. powdery or granular
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2227—Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/003—Additives being defined by their diameter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/014—Additives containing two or more different additives of the same subgroup in C08K
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00—Applications
    • C08L2203/20—Applications use in electrical or conductive gadgets
    • C08L2203/206—Applications use in electrical or conductive gadgets use in coating or encapsulating of electronic parts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency

Abstract

一种具有高效连续导热网络的环氧模塑料，其特征在于由以下重量配比的原料制成：环氧树脂10‑30份，固化剂10‑20份，固化促进剂0.1‑0.5份，多元醇0.5‑2份，玻璃纤维粉10‑20份，硅烷偶联剂A 0.05‑0.5份，硅烷偶联剂B 0.1‑1份，导热填料A 5‑20份，导热填料B 20‑60份。本发明还提供上述具有高效连续导热网络的环氧模塑料的一种制备方法。本发明的具有高效连续导热网络的环氧模塑料导热性能优异，熔融状态下粘度低、流动性好、电气绝缘可靠性高，可满足对导热散热要求较高的电子元件的封装需求。

Description

一种具有高效连续导热网络的环氧模塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电子封装用环氧模塑料，具体涉及一种具有高效连续导热网络的环氧模塑料，以及这种环氧模塑料的制备方法。
背景技术
如今，电子元件日趋多功能化、高性能化，电子封装也向着小型化、高度集成化的方向发展，这些都会使得封装体系内部产生更多的热量。而电子元件的工作温度是影响其使用寿命的重要因素，以LED灯珠为例，长时间在过高温度下工作会大大降低LED灯珠的亮度和使用寿命。从封装材料的角度出发，提高材料的导热和散热能力，可以有效的降低电子元件的工作温度，提高其可靠性和使用寿命。
环氧模塑料（EMC，Epoxy Molding Compound）作为目前主要的塑料封装材料，具有成本低、可靠性高、设计灵活、生产效率高等诸多优势，其成型工艺一般是通过模压、注塑等传递成型法，在一定的压力和温度下将EMC料饼熔融并注入特定的模腔中，经加热、保压成型得到制品。单纯的树脂材料导热和散热效果并不理想。为了提高环氧模塑料的导热性能，匹配基底材料的热膨胀系数，常用的方法是填充功能性的无机填料。就提高导热系数而言，通过导热填料在树脂体系中形成连续的导热网络是一种简便有效地方法。传统的填充方法一般是将填料经过偶联剂处理后，均匀地分散在树脂基体中，然而填料之间被树脂隔开，无法形成有效的导热网络，因此需要尽可能高的填充率来建立连续的导热网络，提高材料的导热性能。而填充率过高会导致材料粘度急剧升高、流动性下降，严重影响可操作性；此外还会产生诸如气泡、粘结力下降、元件损坏和键合线断裂等不良影响。近年来，有许多通过一维的碳纳米管和二维的石墨烯材料与导热填料共混构建环氧导热网络的研究，但这类材料成本较高，且会影响到树脂体系的电气绝缘可靠性。因此，研究开发低成本且可靠的新型的导热材料，以提高环氧模塑料的导热性能，具有重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有高效连续导热网络的环氧模塑料，以及这种环氧模塑料的制备方法，这种环氧模塑料利用偶联剂将导热纳米粉体沉积吸附到一维玻璃纤维表面形成一维的导热通路，与球形导热填料共同在树脂体系中组成连续的导热网络，可有效提高材料的导热性能，成本低廉，而且这种环氧模塑料电气绝缘可靠性优良，制作过程中使用球形填料作为主体能很好地控制材料的粘度，流动性好，可满足对导热散热要求较高的电子元件的封装需求。采用的技术方案如下：
一种具有高效连续导热网络的环氧模塑料，其特征在于由以下重量配比的原料制成：环氧树脂10-30份，固化剂10-20份，固化促进剂0.1-0.5份，多元醇0.5-2份，玻璃纤维粉10-20份，硅烷偶联剂A 0.05-0.5份，硅烷偶联剂B 0.1-1份，导热填料A 5-20份，导热填料B20-60份。
所述导热填料A通过硅烷偶联剂A结合到玻璃纤维粉的表面上。优选方案中，将玻璃纤维粉、硅烷偶联剂A、导热填料A和100-200份乙醇加入干燥的反应容器中，搅拌至混合均匀（通常搅拌10-30min），得到混合液；接着将混合液加入喷雾干燥器中喷出干燥，而后置于80-100℃的烘箱中烘烤2-4小时，得到混合粉体，混合粉体是利用硅烷偶联剂A将导热填料A结合到玻璃纤维粉表面上所形成的粉体。
优选上述玻璃纤维粉体的直径是3-8um，长径比是4-8。
优选上述导热填料A是纳米氧化铝、纳米氧化镁、纳米氮化硼和纳米碳化硅中的一种或其中多种的组合，其粒径为10-100nm。更优选上述导热填料A为粒径10-100nm的纳米氧化铝。氧化铝填料相较其他填料成本较低、来源广泛、填充量大，更适合大规模工业化使用。导热填料A采用绝缘填料，可提高材料的电气绝缘性能。
优选上述硅烷偶联剂A是结构式为SiX3-Y-SiX3的有机硅化合物，其中X为可水解的烷氧基（如CH3O-、CH3CH2O-等），Y为烷基及其含杂原子的衍生基团。更优选上述硅烷偶联剂A是双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物或双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物。上述硅烷偶联剂A两端均可水解为硅醇，分别作用于玻璃纤维粉和导热填料A（纳米粉体），使导热填料A沉积于玻璃纤维粉表面，形成一维的导热通路。
优选上述硅烷偶联剂B是3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH560）和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）中的一种或其中多种的组合。
优选上述导热填料B是球形氧化铝、球形氧化镁、球形氮化硼和球形碳化硅中的一种或其中多种的组合，其粒径为1-60um。更优选上述导热填料B是粒径1-60um的球形氧化铝。更进一步优选的导热填料B是一种小粒径粉体（1-30um）和另一种大粒径粉体（40-60um）的组合。氧化铝填料相较其他填料成本较低、来源广泛、填充量大，更适合大规模工业化使用。导热填料B采用绝缘填料，可提高材料的电气绝缘性能。
优选上述环氧树脂是双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、3,4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯、异氰尿酸三缩水甘油酯和1,4-丁二醇二缩水甘油醚中的一种或其中多种的组合。使用粘度低的液体树脂体系，并使用多元醇控制环氧模塑料的B阶状态，操作性好。
优选上述固化剂是甲基四氢苯二甲酸酐、甲基六氢苯二甲酸酐和甲基纳迪克酸酐中的一种或其中多种的组合。
优选上述固化促进剂是三苯基乙基溴化鏻、三苯基甲基溴化鏻、四丁基溴化铵和2-乙基-4-甲基咪唑中的一种或其中多种的组合。
优选上述多元醇是乙二醇、丙二醇、丙三醇和季戊四醇中的一种或其中多种的组合。上述多元醇可以作为开环剂参加固化反应，也可以有效的调节固化反应速度和凝胶时间，调控环氧模塑料胶饼在熔融状态下的流动性与粘度。
本发明还提供上述具有高效连续导热网络的环氧模塑料的一种制备方法，其特征在于包括下列步骤：
（1）按重量计，配备下述原料：环氧树脂10-30份，固化剂10-20份，固化促进剂0.1-0.5份，多元醇0.5-2份，玻璃纤维粉10-20份，硅烷偶联剂A 0.05-0.5份，硅烷偶联剂B 0.1-1份，导热填料A 5-20份，导热填料B 20-60份；
（2）将步骤（1）中配备的玻璃纤维粉、硅烷偶联剂A、导热填料A和100-200份乙醇加入干燥的反应容器中，搅拌至混合均匀（通常搅拌10-30min），得到混合液；接着将混合液加入喷雾干燥器中喷出干燥，而后置于80℃-100℃的烘箱中烘烤2-4小时，得到混合粉体，备用；
（3）将步骤（2）得到的混合粉体以及步骤（1）配备的环氧树脂、固化剂、固化促进剂、多元醇、硅烷偶联剂B和导热填料B，加入到干燥的反应容器中搅拌30-60min，得到混合物料；
（4）双螺杆挤出机预热至80-120℃，将步骤（3）得到的混合物料加入双螺杆挤出机中，调节挤出速度，控制混合物料在挤出机中混合预聚的时间为3-8min，挤出后的物料经循环水冷或风冷冷却至室温，并经过粉粹、磁选得到粉状的具有高效连续导热网络的环氧模塑料。粉状的具有高效连续导热网络的环氧模塑料可根据工艺需要进行打饼，得到环氧模塑料胶饼。
上述步骤（2）中，将导热填料A纳米粉体和硅烷偶联剂A以雾滴的形式吸附到玻璃纤维粉表面，并通过喷雾法快速干燥，之后在烘烤过程中发生偶联反应，可有效防止粉体之间的团聚，提高分散效果。
本发明利用硅烷偶联剂A将导热填料A粉体结合到一维玻璃纤维粉表面形成一维的导热通路，与球形的导热填料B共同在树脂体系中组成连续、高效的导热网络，可有效提高材料的导热性能，这种方法简单高效，成本低廉，且在处理过程去不会引入杂质元素，满足电子产品对各类有害元素的检测需求。
本发明的填料填充率在60-70%左右即可获得较好的导热性，由于填料的填充率较低，使得环氧模塑料粘度较低，操作性好。
简而言之，本发明的具有高效连续导热网络的环氧模塑料导热性能优异，熔融状态下粘度低、流动性好、电气绝缘可靠性高，可满足对导热散热要求较高的电子元件的封装需求。
具体实施方式
实施例1
本实施例中，具有高效连续导热网络的环氧模塑料的制备方法包括下列步骤：
（1）按重量计，配备下述原料：环氧树脂23份（均为双酚A型环氧树脂），固化剂17份（均为甲基六氢苯二甲酸酐），固化促进剂0.2份（均为三苯基乙基溴化鏻），多元醇1.2份（均为丙三醇），玻璃纤维粉12份（玻璃纤维粉体的直径在3-8um之间，长径比在4-8之间），硅烷偶联剂A 0.15份（均为双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺），硅烷偶联剂B 0.5份（均为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷），导热填料A 8份（均为粒径50nm的氧化铝粉），导热填料B 40份（其中粒径50um的球形氧化铝25份，粒径20um的球形氧化铝15份）；
（2）将步骤（1）中配备的玻璃纤维粉、硅烷偶联剂A、导热填料A和100份乙醇加入干燥的反应容器中，搅拌至混合均匀（搅拌15min），得到混合液；接着将混合液加入喷雾干燥器中喷出干燥，而后置于80℃的烘箱中烘烤3小时，得到混合粉体，备用；
（3）将步骤（2）得到的混合粉体以及步骤（1）配备的环氧树脂、固化剂、固化促进剂、多元醇、硅烷偶联剂B和导热填料B，加入到干燥的反应容器中搅拌30min，得到混合物料；
（4）双螺杆挤出机预热至120℃，将步骤（3）得到的混合物料加入双螺杆挤出机中，调节挤出速度，控制混合物料在挤出机中混合预聚的时间为5min，挤出后的物料经循环水冷（也可风冷）冷却至室温，并经过粉粹、磁选得到粉状的具有高效连续导热网络的环氧模塑料。粉状的具有高效连续导热网络的环氧模塑料可根据工艺需要进行打饼，得到环氧模塑料胶饼。
实施例2
本实施例中，具有高效连续导热网络的环氧模塑料的制备方法包括下列步骤：
（1）按重量计，配备下述原料：环氧树脂16份（其中异氰尿酸三缩水甘油酯、双酚F型环氧树脂各8份），固化剂19份（均为甲基四氢苯二甲酸酐），固化促进剂0.17份（均为四丁基溴化铵），多元醇1份（均为乙二醇），玻璃纤维粉15份（玻璃纤维粉体的直径在3-8um之间，长径比在4-8之间），硅烷偶联剂A 0.3份（均为双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物），硅烷偶联剂B 0.9份（其中3-氨丙基三甲氧基硅烷0.3份，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷0.6份），导热填料A 10份（均为粒径100nm的氧化铝粉），导热填料B 40份（其中粒径30um的球形氧化铝25份，粒径10um的球形氧化铝15份）；
（2）将步骤（1）中配备的玻璃纤维粉、硅烷偶联剂A、导热填料A和150份乙醇加入干燥的反应容器中，搅拌至混合均匀（搅拌20min），得到混合液；接着将混合液加入喷雾干燥器中喷出干燥，而后置于90℃的烘箱中烘烤3小时，得到混合粉体，备用；
（3）将步骤（2）得到的混合粉体以及步骤（1）配备的环氧树脂、固化剂、固化促进剂、多元醇、硅烷偶联剂B和导热填料B，加入到干燥的反应容器中搅拌50min，得到混合物料；
（4）双螺杆挤出机预热至110℃，将步骤（3）得到的混合物料加入双螺杆挤出机中，调节挤出速度，控制混合物料在挤出机中混合预聚的时间为5min，挤出后的物料经循环水冷（也可风冷）冷却至室温，并经过粉粹、磁选得到粉状的具有高效连续导热网络的环氧模塑料。粉状的具有高效连续导热网络的环氧模塑料可根据工艺需要进行打饼，得到环氧模塑料胶饼。
实施例3
本实施例中，具有高效连续导热网络的环氧模塑料的制备方法包括下列步骤：
（1）按重量计，配备下述原料：环氧树脂14份（其中3,4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯、双酚A型环氧树脂各7份），固化剂12份（均为甲基六氢苯二甲酸酐），固化促进剂0.12份（均为三苯基乙基溴化鏻），多元醇0.7份（均为丙三醇），玻璃纤维粉15份（玻璃纤维粉体的直径在3-8um之间，长径比在4-8之间），硅烷偶联剂A 0.5份（均为双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺），硅烷偶联剂B 0.7份（均为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷），导热填料A 10份（均为粒径30nm的氧化铝粉），导热填料B 50份（其中粒径50um球形氧化铝35份，粒径20um球形氧化铝15份）；
（2）将步骤（1）中配备的玻璃纤维粉、硅烷偶联剂A、导热填料A和180份乙醇加入干燥的反应容器中，搅拌至混合均匀（搅拌15min），得到混合液；接着将混合液加入喷雾干燥器中喷出干燥，而后置于100℃的烘箱中烘烤2小时，得到混合粉体，备用；
（3）将步骤（2）得到的混合粉体以及步骤（1）配备的环氧树脂、固化剂、固化促进剂、多元醇、硅烷偶联剂B和导热填料B，加入到干燥的反应容器中搅拌30min，得到混合物料；
（4）双螺杆挤出机预热至110℃，将步骤（3）得到的混合物料加入双螺杆挤出机中，调节挤出速度，控制混合物料在挤出机中混合预聚的时间为6min，挤出后的物料经循环水冷（也可风冷）冷却至室温，并经过粉粹、磁选得到粉状的具有高效连续导热网络的环氧模塑料。粉状的具有高效连续导热网络的环氧模塑料可根据工艺需要进行打饼，得到环氧模塑料胶饼。
对比例1
（1）按重量计，配备下述原料：双酚A环氧树脂23份，甲基六氢苯二甲酸酐17份，三苯基乙基溴化鏻0.2份，丙三醇1.2份，玻璃纤维粉15份， 粒径50nm的氧化铝粉8份，粒径50um的球形氧化铝25份，粒径20um的球形氧化铝15份；
（2）将步骤（1）配备的各种原料加入干燥的反应容器中搅拌40min，得到混合物料；
（3）双螺杆挤出机预热120℃，将步骤（2）中混合物料加入到双螺杆挤出机中，调节挤出速度，控制料液在挤出机中混合预聚的时间为5min，挤出后的料液经循环水冷或风冷冷却至室温，并经过粉粹、磁选，得到粉状的环氧模塑料。
对比例2
（1）按重量计，配备下述原料：3,4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯和双酚A环氧树脂各8份，甲基六氢苯二甲酸酐14份，三苯基乙基溴化鏻0.15份，丙三醇0.9份，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷0.7份，粒径30nm的氧化铝粉30份，粒径30um的球形氧化铝25份，粒径10um的球形氧化铝15份；
（2）将步骤（1）配备的各种原料加入干燥的反应容器中搅拌40min，得到混合物料；
（3）双螺杆挤出机预热110℃，将步骤（2）中混合物料加入到双螺杆挤出机中，调节挤出速度，控制料液在挤出机中混合预聚的时间为6min，挤出后的料液经循环水冷或风冷冷却至室温，并经过粉粹、磁选，得到粉状的环氧模塑料粉体。
对上述实施例与对比例的环氧模塑料的性能进行检测，检测结果如表1所示。
导热系数，将样品在160℃下烘烤2h固化后，根据《GB/T 29313-2012电气绝缘材料热传导性能试验方法》进行测试。
螺旋流动长度，根据行业标准《SJ/T 11197-2013 环氧塑封料》中的第5.2条进行测试。
线性膨胀系数，采用美国TA公司的TMA Q400进行测试，升温速率为10℃/min。
剥离强度，将2mm*2mm的硅片使用环氧模塑料贴于铜基底，固化后使用万能力学试验机测试破坏推力。冷热冲击条件为-40~120℃。
表1
Figure 542172DEST_PATH_IMAGE002
以上测试结果表明，本发明的环氧模塑料在保证优良的流动性和可操作性的同时，可明显的提高材料的导热性能，能够满足对导热散热要求较高的电子元件的封装需求。

Claims (10)

1.一种具有高效连续导热网络的环氧模塑料，其特征在于由以下重量配比的原料制成：环氧树脂10-30份，固化剂10-20份，固化促进剂0.1-0.5份，多元醇0.5-2份，玻璃纤维粉10-20份，硅烷偶联剂A 0.05-0.5份，硅烷偶联剂B 0.1-1份，导热填料A 5-20份，导热填料B20-60份。
2.根据权利要求1所述的具有高效连续导热网络的环氧模塑料，其特征是：所述导热填料A通过硅烷偶联剂A结合到玻璃纤维粉的表面上。
3.根据权利要求2所述的具有高效连续导热网络的环氧模塑料，其特征是：将玻璃纤维粉、硅烷偶联剂A、导热填料A和100-200份乙醇加入干燥的反应容器中，搅拌至混合均匀，得到混合液；接着将混合液加入喷雾干燥器中喷出干燥，而后置于80-100℃的烘箱中烘烤2-4小时，得到混合粉体，混合粉体是利用硅烷偶联剂A将导热填料A结合到玻璃纤维粉表面上所形成的粉体。
4.根据权利要求1-3任一项所述的具有高效连续导热网络的环氧模塑料，其特征是：所述玻璃纤维粉体的直径是3-8um，长径比是4-8；
所述导热填料A是纳米氧化铝、纳米氧化镁、纳米氮化硼和纳米碳化硅中的一种或其中多种的组合，其粒径为10-100nm；
所述硅烷偶联剂A是结构式为SiX3-Y-SiX3的有机硅化合物，其中X为可水解的烷氧基，Y为烷基及其含杂原子的衍生基团。
5.根据权利要求4所述的具有高效连续导热网络的环氧模塑料，其特征是：所述硅烷偶联剂A是双[3-(三乙氧基硅)丙基]胺、双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物或双-[3-(三乙氧基硅)丙基]-二硫化物。
6.根据权利要求1-3任一项所述的具有高效连续导热网络的环氧模塑料，其特征是：所述硅烷偶联剂B是3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或其中多种的组合。
7.根据权利要求1-3任一项所述的具有高效连续导热网络的环氧模塑料，其特征是：所述导热填料B是球形氧化铝、球形氧化镁、球形氮化硼和球形碳化硅中的一种或其中多种的组合，其粒径为1-60um。
8.根据权利要求1-3任一项所述的具有高效连续导热网络的环氧模塑料，其特征是：所述环氧树脂是双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、3,4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯、异氰尿酸三缩水甘油酯和1,4-丁二醇二缩水甘油醚中的一种或其中多种的组合。
9.根据权利要求1-3任一项所述的具有高效连续导热网络的环氧模塑料，其特征是：所述固化剂是甲基四氢苯二甲酸酐、甲基六氢苯二甲酸酐和甲基纳迪克酸酐中的一种或其中多种的组合；
所述固化促进剂是三苯基乙基溴化鏻、三苯基甲基溴化鏻、四丁基溴化铵和2-乙基-4-甲基咪唑中的一种或其中多种的组合；
所述多元醇是乙二醇、丙二醇、丙三醇和季戊四醇中的一种或其中多种的组合。
10.权利要求1所述的具有高效连续导热网络的环氧模塑料的制备方法，其特征在于包括下列步骤：
（1）按重量计，配备下述原料：环氧树脂10-30份，固化剂10-20份，固化促进剂0.1-0.5份，多元醇0.5-2份，玻璃纤维粉10-20份，硅烷偶联剂A 0.05-0.5份，硅烷偶联剂B 0.1-1份，导热填料A 5-20份，导热填料B 20-60份；
（2）将步骤（1）中配备的玻璃纤维粉、硅烷偶联剂A、导热填料A和100-200份乙醇加入干燥的反应容器中，搅拌至混合均匀，得到混合液；接着将混合液加入喷雾干燥器中喷出干燥，而后置于80℃-100℃的烘箱中烘烤2-4小时，得到混合粉体，备用；
（3）将步骤（2）得到的混合粉体以及步骤（1）配备的环氧树脂、固化剂、固化促进剂、多元醇、硅烷偶联剂B和导热填料B，加入到干燥的反应容器中搅拌30-60min，得到混合物料；
（4）双螺杆挤出机预热至80-120℃，将步骤（3）得到的混合物料加入双螺杆挤出机中，调节挤出速度，控制混合物料在挤出机中混合预聚的时间为3-8min，挤出后的物料经循环水冷或风冷冷却至室温，并经过粉粹、磁选得到粉状的具有高效连续导热网络的环氧模塑料。
CN202110205871.7A 2021-02-24 2021-02-24 一种具有高效连续导热网络的环氧模塑料及其制备方法 Active CN112778704B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110205871.7A CN112778704B (zh) 2021-02-24 2021-02-24 一种具有高效连续导热网络的环氧模塑料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110205871.7A CN112778704B (zh) 2021-02-24 2021-02-24 一种具有高效连续导热网络的环氧模塑料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112778704A true CN112778704A (zh) 2021-05-11
CN112778704B CN112778704B (zh) 2022-12-09

Family

ID=75761889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110205871.7A Active CN112778704B (zh) 2021-02-24 2021-02-24 一种具有高效连续导热网络的环氧模塑料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112778704B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114213648A (zh) * 2021-12-27 2022-03-22 安徽壹石通材料科学研究院有限公司 一种可水解聚合物以及包含该聚合物的环氧树脂导热材料组合物
CN114921207A (zh) * 2022-03-28 2022-08-19 诚亿电子（嘉兴）有限公司 一种高导热率金属基板绝缘导热胶水
CN115637021A (zh) * 2022-10-17 2023-01-24 华中科技大学 一种改性二氧化硅协同分散的环氧树脂复合材料及其制备与应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH636366A5 (en) * 1977-07-22 1983-05-31 Plaskon Prod Epoxy moulding composition, and the use thereof
JPS61151261A (ja) * 1984-12-25 1986-07-09 Sumitomo Bakelite Co Ltd フエノ−ル樹脂成形材料の製造方法
CN103087556A (zh) * 2012-12-31 2013-05-08 东莞市万钧化工新材料科技有限公司 一种导热填料的表面处理方法及应用
CN109370160A (zh) * 2018-10-31 2019-02-22 科化新材料泰州有限公司 一种粉末纤维改性的环氧模塑料及其制备方法
CN111117165A (zh) * 2020-01-21 2020-05-08 汕头市骏码凯撒有限公司 一种无卤阻燃透明环氧模塑料及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH636366A5 (en) * 1977-07-22 1983-05-31 Plaskon Prod Epoxy moulding composition, and the use thereof
JPS61151261A (ja) * 1984-12-25 1986-07-09 Sumitomo Bakelite Co Ltd フエノ−ル樹脂成形材料の製造方法
CN103087556A (zh) * 2012-12-31 2013-05-08 东莞市万钧化工新材料科技有限公司 一种导热填料的表面处理方法及应用
CN109370160A (zh) * 2018-10-31 2019-02-22 科化新材料泰州有限公司 一种粉末纤维改性的环氧模塑料及其制备方法
CN111117165A (zh) * 2020-01-21 2020-05-08 汕头市骏码凯撒有限公司 一种无卤阻燃透明环氧模塑料及其制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114213648A (zh) * 2021-12-27 2022-03-22 安徽壹石通材料科学研究院有限公司 一种可水解聚合物以及包含该聚合物的环氧树脂导热材料组合物
CN114921207A (zh) * 2022-03-28 2022-08-19 诚亿电子（嘉兴）有限公司 一种高导热率金属基板绝缘导热胶水
CN115637021A (zh) * 2022-10-17 2023-01-24 华中科技大学 一种改性二氧化硅协同分散的环氧树脂复合材料及其制备与应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN112778704B (zh) 2022-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112778704B (zh) 一种具有高效连续导热网络的环氧模塑料及其制备方法
CN109913185B (zh) 一种含导热膜的多层结构导热复合材料及其制备方法
CN110054864B (zh) 一种高导热复合填料及其聚合物基复合材料的制备方法
CN109181316A (zh) 导热复合材料及其制备方法
CN107974232B (zh) 一种led芯片绝缘导热固晶胶及其制备方法
CN112479630A (zh) 一种陶瓷复合散热器件及其制备方法
CN105924952A (zh) Led用导热绝缘复合材料及其制备方法
CN105199398A (zh) 一种有机硅复合材料及其制备方法
CN108587570A (zh) 一种绝缘相变导热材料及其制备方法
CN104078555A (zh) Led模压封装工艺
CN104031388A (zh) 苯基硅橡胶纳米复合材料及其制备方法
CN113881190A (zh) 一种电力电子变压器封装用环氧树脂复合材料及制备方法
CN114574154A (zh) 一种低粘度双组份导热灌封胶及其制备方法
CN114525100A (zh) 一种高导热低粘度环氧灌封胶及其制备方法
CN1621479A (zh) 一种半导体封装用环氧树脂组合物及其制备方法
CN107227142A (zh) 一种led封装用有机硅灌封胶的制备方法
CN106633661A (zh) 一种LED用AlN‑碳纳米线高导热型复合材料及其制备方法
CN106753211A (zh) 一种阻燃导热pcb电路板用有机硅电子灌封胶
CN106634812A (zh) 一种高导热低黏度pcb电路板用有机硅树脂灌封胶
CN113402850B (zh) 低介电常数、低翘曲的环氧塑封料组合物、制备及应用
CN101457020B (zh) 纳米氮化硅/环氧基硅烷/氰酸酯树脂复合材料及其制备方法
CN115466486A (zh) 一种环氧树脂组合物及其制备方法
CN113667278A (zh) 一种石墨烯改性环氧树脂提高led散热性的方法
CN106280484A (zh) 一种柔韧的大功率led散热用导热橡胶及其生产方法
CN110872492A (zh) 热传导性材料、其制造方法和热传导性组合物

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant