[发明专利]一种复合导热填料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及高分子导热材料的填充领域，具体公开一种复合导热填料及其制备方法和应用。所述复合导热填料包括SiO₂、Al₂O₃和AlN，其中，所述SiO₂与所述Al₂O₃的质量比为(4‑12)：1，且所述复合导热填料为类球形，且所述复合导热填料的球形度为0.7‑0.8。将各组分混合在惰性气氛下进行热处理，热处理条件为：温度：1550‑1750℃，时间：1‑3h。本发明所制备的复合填料可以直接用于高分子材料的填充，较相同成分的SiO₂‑Al₂O₃‑AlN混合型复合导热填料对高分子材料的热导率提高19‑21％。

技术领域

本发明涉及高分子导热材料的填充领域，尤其涉及一种复合导热填料及其制备方法和应用。

背景技术

随着微电子技术的功耗和功率密度不断增加，散热已成为电子元器件及电路板技术进步的关键。研究表明，单个电子元件的工作温度升高2℃，可靠性降低10％。由此开发出诸多散热技术及材料，其中导热界面材料因为能有效降低热源和散热材料之间的界面热阻而得到广泛应用。导热界面材料分类众多，主要有导热硅脂、导热硅胶片、导热相变化材料。其中，导热硅脂、导热硅胶片均是将高导热的无机非金属填料填充于高分子材料中，经过一系列加工而成。导热界面材料的导热性能取决于导热填料的种类、导热填料的粒径、导热填料的球形度等因素。在众多的导热填料中，AlN粉体热导率远高于当前常用的SiO₂、Al₂O₃，但AlN价格远高于SiO₂、Al₂O₃，因此，一般采用AlN与SiO₂、Al₂O₃中的一种或两种复合填充的形式降低成本。目前，采用直接氮化、自蔓延制备出的复合填料的球形度低(小于0.6)，限制对导热系数的提升空间。

发明内容

针对现有复合填料填充后导热系数低等问题，本发明提供一种复合导热填料。

进一步地，本发明还提供一种复合导热填料的制备方法。

进一步地，本发明还提供一种复合导热填料的应用。

为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种复合导热填料，包括SiO₂、Al₂O₃和AlN，其中，所述SiO₂与所述Al₂O₃的质量比为(4-12)：1，且所述复合导热填料为类球形，所述复合导热填料的球形度为0.7-0.8。

相对于现有技术，本发明提供的SiO₂-Al₂O₃-AlN复合导热填料，所述SiO₂-Al₂O₃-AlN复合导热填料为类球形，且球形度为0.7-0.8，有利于提高热导填料的导热系数。此外，利用AlN粉体的高热导率，SiO₂密度大，适合灌封，价格低，适合大量填充，两者互相结合，实现高热导率，降低成本。

进一步地，本发明还提供所述复合导热填料的制备方法。该制备方法，至少包括以下步骤：

提供SiO₂和AlN粉体，且所述AlN粉体表面包覆有Al₂O₃，所述AlN中的氧含量为1-3wt％；

将所述各组分混合，在惰性气氛下进行热处理，热处理条件为：温度：1550-1750℃，时间：1-3h。