CN114921207A - 一种高导热率金属基板绝缘导热胶水 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高导热率金属基板绝缘导热胶水，包括如下制备方法：S1：原料干燥处理；S2：填料表面改性，将复配后的填料在高速分散机中搅拌均匀，然后将偶联剂添加到填料中；S3：基体环氧树脂与填料混合，向环氧树脂中加入丙酮，填料加入到环氧树脂中，将混合物加热降黏并放入真空搅拌机中搅拌，根据复合物的黏度设置不同的参数进行多次搅拌脱泡，使填料均匀分散到树脂基体中；S4：复合材料混合，将固化剂加入到基体环氧树脂与填料的混合物中，并在真空搅拌机中搅拌脱泡处理后获得成品，本发明提高了金属基板绝缘导热率，具备优良的绝缘散热性能，可保证产品的使用稳定性并延长产品使用寿命。

Description

一种高导热率金属基板绝缘导热胶水
技术领域
本发明属于金属基板技术领域，更具体的说涉及一种高导热率金 属基板绝缘导热胶水。
背景技术
随着电子元器件追求微型化和轻型化，输入功率必须大幅增加才 能满足需求。输入功率增加导致芯片的热流密度急剧增大，大量的热 积累容易造成电子元件或设备烧坏、老化，严重影响了芯片的使用寿 命。为保证电子元器件长时间高可靠性地正常工作，抑制工作温度的 不断升高，提高所用材料的导热率是关键。然而，传统的FR-4覆铜 板的热导率仅为0.18～0.25W/(m·K)，无法满足产品快速散热的需求。
金属基板因具有优异的散热性能和电气性能，在LED照明、LED-TV 背光源上得到了广泛的应用。金属基板由铜箔、导热绝缘层和金属板 组成。绝缘导热层主要起绝缘和导热作用是金属基板的关键物料，目 前市售成品金属基板绝缘导热率普遍在0.5-1.5W/(m·K)之间；制备 2W/(m·K)以上导热率绝缘导热层的绝缘导热胶水配方则是提升金属 基板产品竞争力的最关键核心技术。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种提高了金属基板绝缘导 热率，具备优良的绝缘散热性能，可保证产品的使用稳定性并延长产 品使用寿命。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种高导热率金 属基板绝缘导热胶水，包括如下制备方法：
S1：原料干燥处理，将填料放入干燥箱100℃干燥2小时，将环 氧树脂加热至100℃的高流动态并用干燥箱多次抽真空，抽去环氧树 脂中的小气泡；
S2：填料表面改性，将不同粒径的Al2O3填料与氮化硼复配后在 高速分散机中搅拌均匀，然后将两种偶联剂按配方比例添加到填料 中，在分散机中充分搅拌，使偶联剂均匀分散到填料表面，其中偶联 剂为3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷和3-(2,3-环氧丙氧)丙基 三乙氧基硅烷；
S3：基体环氧树脂与填料混合，向环氧树脂中加入丙酮，称取相 应质量分数处理好的填料加入到环氧树脂中，将混合物加热降黏并放 入真空搅拌机中搅拌，根据复合物的黏度设置不同的参数进行多次搅 拌脱泡，使填料均匀分散到树脂基体中；
S4：复合材料混合，按照配方比例称取固化剂，加入到基体环氧 树脂与填料的混合物中，并在真空搅拌机中搅拌脱泡处理后获得成 品，其中固化剂为2-甲基咪唑。
进一步的在步骤S3中，采用多次少量的方式向环氧树脂中加入填 料，每加入一次填料均将混合物放入真空搅拌机中搅拌。
进一步的在步骤S3和S4中，所采用的真空搅拌机为MT300型行 星真空搅拌机。
进一步的其配方的各质量份组分如下，环氧树脂：球形Al2O3： 球形氮化硼：3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷：3-(2,3-环氧丙 氧)丙基三乙氧基硅烷：2-甲基咪唑：丙酮＝30:150:15:1.5:2:2:2， 其中球形Al2O3为不同粒径组合而成，粒径比为10μm:5μm:2μm＝5:3:2，球形氮化硼的粒径为2μm。
进一步的其配方的各质量份组分如下，环氧树脂：球形Al2O3： 球形氮化硼：3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷：3-(2,3-环氧丙 氧)丙基三乙氧基硅烷：2-甲基咪唑：丙酮＝30:210:20:2:3:2.5:2， 其中球形Al2O3为不同粒径组合而成，粒径比为10μm:5μm:2μm＝5:3:2，球形氮化硼的粒径为2μm。
进一步的其配方的各质量份组分如下，环氧树脂：球形Al2O3： 球形氮化硼：3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷：3-(2,3-环氧丙 氧)丙基三乙氧基硅烷：2-甲基咪唑：丙酮＝30:250:30:2:4:3:2，其 中球形Al2O3为不同粒径组合而成，粒径比为10μm:5μm:2μ m＝5:3:2，球形氮化硼的粒径为2μm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.提高了金属基板绝缘导热率，本申请中制备导热率在2-4 W/(m·K)性能优于普通产品的0.5-1.5W/(m·K)；
2.本申请中绝缘导热胶水应用于金属基板产品，将具备优良的绝 缘散热性能，可保证产品的使用稳定性并延长产品使用寿命。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，如有术语“第一”、“第二” 仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技 术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者 隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“数个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
一种高导热率金属基板绝缘导热胶水，包括如下制备方法：
S1：原料干燥处理，将填料放入干燥箱100℃干燥2小时，将环 氧树脂加热至100℃的高流动态并用干燥箱多次抽真空，抽去环氧树 脂中的小气泡；
S2：填料表面改性，将不同粒径的Al2O3填料与氮化硼复配后在 高速分散机中搅拌均匀，然后将两种偶联剂按配方比例添加到填料 中，在分散机中充分搅拌，使偶联剂均匀分散到填料表面，其中偶联 剂为3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷和3-(2,3-环氧丙氧)丙基 三乙氧基硅烷；
S3：基体环氧树脂与填料混合，向环氧树脂中加入丙酮，用精密 电子天平称取相应质量分数处理好的填料加入到环氧树脂中，并且采 用多次少量的方式向环氧树脂中加入填料，每加入依次填料都将混合 物加热降黏并放入MT300型行星真空搅拌机中搅拌，根据复合物的黏 度设置不同的参数进行多次搅拌脱泡，使填料均匀分散到树脂基体 中；
S4：复合材料混合，按照配方比例称取固化剂，加入到基体环氧 树脂与填料的混合物中，并在MT300型行星真空搅拌机中搅拌脱泡处 理后获得成品，其中固化剂为2-甲基咪唑。
在本发明中为制备不同性能的胶水，采用如下配方结合上述工艺 过程：
配方一，2W/(m·K)绝缘导热胶水，质量份组分，环氧树脂：球 形Al2O3(粒径比10μm:5μm:2μm＝5:3:2)：球形氮化硼(粒 径2μm)：3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷：3-(2,3-环氧丙氧) 丙基三乙氧基硅烷：2-甲基咪唑：丙酮＝30:150:15:1.5:2:2:2。
配方二，3W/(m·K)绝缘导热胶水，质量份组分，环氧树脂：球 形Al2O3(粒径比10μm:5μm:2μm＝5:3:2)：球形氮化硼(粒 径2μm)：3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷：3-(2,3-环氧丙氧) 丙基三乙氧基硅烷：2-甲基咪唑：丙酮＝30:210:20:2:3:2.5:2。
配方三，4W/(m·K)绝缘导热胶水，质量份组分，环氧树脂：球 形Al2O3(粒径比10μm:5μm:2μm＝5:3:2)：球形氮化硼(粒 径2μm)：3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷：3-(2,3-环氧丙氧) 丙基三乙氧基硅烷：2-甲基咪唑：丙酮＝30:250:30:2:4:3:2。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅 局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的 保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱 离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本 发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种高导热率金属基板绝缘导热胶水，其特征在于，包括如下制备方法：
S1：原料干燥处理，将填料放入干燥箱100℃干燥2小时，将环氧树脂加热至100℃的高流动态并用干燥箱多次抽真空，抽去环氧树脂中的小气泡；
S2：填料表面改性，将不同粒径的Al2O3填料与氮化硼复配后在高速分散机中搅拌均匀，然后将两种偶联剂按配方比例添加到填料中，在分散机中充分搅拌，使偶联剂均匀分散到填料表面，其中偶联剂为3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷和3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷；
S3：基体环氧树脂与填料混合，向环氧树脂中加入丙酮，称取相应质量分数处理好的填料加入到环氧树脂中，将混合物加热降黏并放入真空搅拌机中搅拌，根据复合物的黏度设置不同的参数进行多次搅拌脱泡，使填料均匀分散到树脂基体中；
S4：复合材料混合，按照配方比例称取固化剂，加入到基体环氧树脂与填料的混合物中，并在真空搅拌机中搅拌脱泡处理后获得成品，其中固化剂为2-甲基咪唑。
2.根据权利要求1所述的高导热率金属基板绝缘导热胶水，其特征在于：在步骤S3中，采用多次少量的方式向环氧树脂中加入填料，每加入一次填料均将混合物放入真空搅拌机中搅拌。
3.根据权利要求2所述的高导热率金属基板绝缘导热胶水，其特征在于：在步骤S3和S4中，所采用的真空搅拌机为MT300型行星真空搅拌机。
4.根据权利要求3所述的高导热率金属基板绝缘导热胶水，其特征在于：其配方的各质量份组分如下，环氧树脂：球形Al2O3：球形氮化硼：3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷：3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷：2-甲基咪唑：丙酮＝30:150:15:1.5:2:2:2，其中球形Al2O3为不同粒径组合而成，粒径比为10μm:5μm:2μm＝5:3:2，球形氮化硼的粒径为2μm。
5.根据权利要求3所述的高导热率金属基板绝缘导热胶水，其特征在于：其配方的各质量份组分如下，环氧树脂：球形Al2O3：球形氮化硼：3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷：3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷：2-甲基咪唑：丙酮＝30:210:20:2:3:2.5:2，其中球形Al2O3为不同粒径组合而成，粒径比为10μm:5μm:2μm＝5:3:2，球形氮化硼的粒径为2μm。
6.根据权利要求3所述的高导热率金属基板绝缘导热胶水，其特征在于：其配方的各质量份组分如下，环氧树脂：球形Al2O3：球形氮化硼：3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷：3-(2,3-环氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷：2-甲基咪唑：丙酮＝30:250:30:2:4:3:2，其中球形Al2O3为不同粒径组合而成，粒径比为10μm:5μm:2μm＝5:3:2，球形氮化硼的粒径为2μm。
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