[发明专利]一种陶瓷复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及导热材料领域，具体涉及一种陶瓷复合材料及其制备方法。

背景技术

近年来，随着电子技术迅速发展，集成电路的微型化程度越来越高，电子元件变得越来越密集，使得集成电路模块单位面积上的电子组件的发热量剧增，工作温度升高会影响电子组件的运行效率，严重过热还会导致电子组件的损坏，因而需要对集成电路模块进行有效的散热。

目前，本领域的技术人员为将电子组件工作时所产生的热量尽快散发出去而采用了各种散热方式，例如：利用风扇散热，水冷辅助散热和热管散热等方式，并取得一定散热效果，然而，由于散热装置与电子组件的接触界面并不平整，一般来说，相互接触面积不到总面结的10％，没有理想的接触界面，散热效率较低，影响了电子组件向散热装置进行热传递的效果，因此需要在电子组件与散热装置之间增加一热界面材料层，以确保界面之间充分接触，利用热界面材料使电子组件产生的热量迅速传递到散热装置，然后再通过散热装置把热量散发出去，从而确保电子组件能稳定运行。相应地，也就要求热界面材料具有高导热性能、以及与电子组件和散热装置的良好结合性能。

目前常采用的热界面材料为陶瓷，陶瓷具有较高的热导率(例如：氧化铝的导热系数为25W/mK以上，氮化铝的导热系数为150W/mK以上)因而是理想的导热材料，然而，直接采用陶瓷作为热界面材料，其难以与集成电路模块、散热装置形成良好的结合，有效接触面积小，导致整体的散热性能差；因而需要在陶瓷的表面涂覆粘结剂或者焊料后再与集成电路模块、散热装置结合；然而，粘结剂或者焊料的涂覆会影响到陶瓷的导热性能，整体散热效果不佳，并且工艺复杂、成本高。

为了改善热界面材料与集成电路模块、散热装置的结合性能、避免增加涂覆工艺，现有技术中通常采用另一种热界面材料，将一些导热系数较高的无机填料粉体分散到高分子基体材料中形成的高分子导热复合材料。这种热界面材料具有可压缩性，能够与电子组件和散热装置形成良好的接触，然而采用这种方法制作的热界面材料主要存在以下问题：1)由于填料粉体的比表面积大，随着填料含量的增加，导致体系粘度明显增大，进而给填料的分散造成不良影响，结果是填料的填充量有限，而填料的填入量直接关系到导热通路的形成，关系到复合材料的导热性能；因而，采用这种方法制作的复合材料在导热性能上存在“瓶颈”，即使是采用导热系数较高的填料(例如：Al₂O₃做填料)，形成的复合材料的导热系数也只有1.4-1.7W/mK，散热性能差；2)填料容易团聚，造成应力集中，形成缺陷。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的导热材料的导热系数低，或者接触面积小导致的散热性能差的技术问题。

本发明提供了一种陶瓷复合材料，包括：多孔开孔陶瓷，其中，所述多孔开孔陶瓷的孔隙内填充有胶黏剂。

优选地，所述多孔开孔陶瓷的孔隙率为10％-90％，孔隙的平均孔径为50nm-1mm。

优选地，所述胶黏剂的填充体积占多孔开孔陶瓷总体积的10％-90％。

优选地，所述胶黏剂的粘度为500-2000cps，导热系数为0.1-0.3W/mK。

优选地，所述多孔开孔陶瓷是氧化铝、氮化铝、氮化硼、氮化硅或者碳化硅陶瓷。

优选地，所述胶黏剂含有基体树脂以及分散于所述基体树脂内的添加剂；所述基体树脂为环氧、聚酯、丙烯酸酯、硅氧烷、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯、聚乙烯、氨基环氧、聚丙烯、聚甲醛、聚缩醛、聚乙烯醇、烯烃树脂中的一种或几种；所述添加剂中含有稀释剂B、增韧剂。

优选地，以100重量份的基体树脂为基准，所述稀释剂B的含量为0-15重量份，采用环氧丙烷丁基醚、缩水甘油醚中的至少一种；所述增韧剂的含量为5-25重量份，采用丁腈橡胶、聚硫橡胶、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯中的一种或几种。

优选地，所述添加剂中还含有固化剂，所述固化剂为胺类固化剂、酸酐类固化剂、咪唑类固化剂或者过氧化甲乙酮；以100重量份的基体树脂为基准，胺类固化剂的含量为28-35份；酸酐类固化剂的含量为80-100份；咪唑类固化剂的含量为2-7份；过氧化甲乙酮的含量为0.2-2份。

优选地，所述添加剂中进一步含有固化促进剂，以100重量份的基体树脂为基准，所述固化促进剂的含量为1-2重量份，采用咪唑类促进剂或叔胺类促进剂。

另外，本发明还提供了一种陶瓷复合材料的制备方法，包括下述步骤：

浸胶：将多孔开孔陶瓷浸入胶黏剂中，并将胶黏剂压入多孔开孔陶瓷的孔隙中；