[发明专利]一种高导热塞孔材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电子材料技术领域，特别涉及一种高导热塞孔材料及其制备方法。

背景技术

随着电子产品的不断发展，特别是半导体芯片的高集成化与I/O（输入/输出）数的迅速增加，高密度安装技术的飞快发展，迫切要求安装基板—印刷电路板（PCB）成为具有高密度、高精度、高可靠及低成本要求的能够大幅度提高组装密度的电子元部件。这同时也体现了对印刷电路板的塞孔工艺及塞孔材料的高要求。公开号为CN103387736的中国专利申请公开了一种环氧树脂复合材料，其具有较好的介电常数和良好的柔软性，可作为柔性电路板的塞孔树脂材料使用。

目前，在印刷电路板行业中，特别是大功率器件封装领域中，塞孔材料的研发和应用虽然取得了一些进展，但在导热性能、耐温特性等方面还存在需要改善之处。

发明内容

本发明提供一种高导热塞孔材料，该塞孔材料具有高热导率、稳定性好的特点。

本发明为达到其目的，采用的技术方案如下：

一种高导热塞孔材料，所述塞孔材料其配方中含有塞孔树脂和银包铜粉，其中，塞孔树脂和银包铜粉的质量比为1：（1.5～2）。

优选的，所述银包铜粉其粒径为1～5μm，含银量为5～10wt%。本申请的发明人发现，在塞孔材料配方体系中，采用粒径为1～5μm，含银量为5～10%的银包铜粉，所得的塞孔材料其流动性更好，热导率较高，塞孔效果较佳。而银包铜粉的粒径过小的话，其具有更大的比表面积，更容易发生团聚现象，与塞孔树脂混合后，流动性较差，塞孔效果不佳；而银包铜粉粒径过大的话，颗粒间的空隙更大，造成塞孔材料的导热通道减少，固化后材料的热导率会降低。

进一步的，所述塞孔树脂为一液型热固化性环氧树脂，例如：可选用台湾联致工业公司的FHR-9系列、苏州太阳油墨公司的THP-100系列等树脂。

所述塞孔材料其配方中还进一步含有树脂稀释剂、增塑剂和分散剂。掺入增塑剂和分散剂，可进一步改善塞孔材料的性能。

配方中，塞孔树脂和树脂稀释剂的质量比为1:（0.02～0.05）。配方中，所述增塑剂其质量为银包铜粉质量的0.02～0.05%，所述分散剂为银包铜粉质量的0.05～0.08%。

进一步的，所述树脂稀释剂具体可为异佛尔酮，所述增塑剂具体可为邻苯二甲酸二丁酯，所述分散剂具体可为D-3021，具体可选用罗门哈斯公司生产的产品。

本发明第二方面提供一种制备如上文所述的高导热塞孔材料的方法，包括如下步骤：

1）将塞孔树脂加入到树脂稀释剂中，搅拌以降低塞孔树脂的粘稠度，粘度约为60～80Pa·s；

2）按照塞孔树脂和银包铜粉的质量比为1：（1.5～2）的量称取银包铜粉，向银包铜粉中加入增塑剂和分散剂；

3）将步骤1）中稀释后的塞孔树脂、及步骤2）中混合有增塑剂和分散剂的银包铜粉转移入球磨罐中，向其中加入球磨介质，研磨混合4～6小时；

4）将步骤3）研磨后所得的物料转移至真空蒸发仪中，陈化2～6小时，在真空条件下去除球磨介质，当物料粘度达到40～50Pa·s时，将物料从真空蒸发仪中取出，得到高导热塞孔材料。

进一步的，所述球磨介质具体可为无水乙醇、丙酮中的至少一种，球磨介质其用量为银包铜粉质量的0.08～0.1%。

在步骤4）中，在20～25℃、真空度为0.07～0.08MPa的条件下去除球磨介质。

制备方法中，所述银包铜粉优选其粒径为1～5μm，含银量为5～10wt%。塞孔树脂和树脂稀释剂二者用量的质量比优选为1:（0.02～0.05）。所述增塑剂其用量优选为银包铜粉质量的0.02～0.05%，所述分散剂其用量优选为银包铜粉质量的0.05～0.08%。

本发明的塞孔材料配方体系中，塞孔树脂和银包铜粉按照质量比1：（1.5～2）的比例配合，制得的塞孔材料其具有良好的热导率，良好的耐温特性，以及很好的化学稳定性和尺寸稳定性。所制得的塞孔材料固化后，其导热系数为100～150W/(K·m)，线性膨胀系数约为15×10^-6/K，完全胜任高功率器件工作时，需求的热导率和线膨胀匹配问题。

本发明在制备塞孔材料时，以球磨工艺混合获得具有高导热、高稳定性热固性塞孔材料，本发明材料可用来给印刷电路板塞孔，特别适用于大电流密度场合，可解决器件运行过程中局部过热的问题。