[发明专利]一种改性环氧树脂复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种改性环氧树脂复合材料及其制备方法，所述改性环氧树脂复合材料由包括10～65wt％的导热填料、0.01～0.1wt％的催化剂、15～45wt％的酚醛树脂和15～45wt％的改性环氧树脂反应原料经混合制得，制备得到的复合材料具备高导热、高强度、电绝缘好、成型性好的优点，并且能够适用于预制膜封装成型工艺，本发明提供的制备方法能够使导热填料在环氧树脂基体中定向排列，形成规则的定向导热网络结构，工艺简单、产量大，在保证平面高热导率的同时，也能保证高的法相热导率。

技术领域

本发明涉及环氧塑封料技术领域，尤其是涉及一种改性环氧树脂复合材料及其制备方法。

背景技术

近年来微电子集成和电子封装技术的快速发展,使得智能电子产品和可穿戴设备的体积不断缩小,功率密度不断的增大。这导致电子器件工作环境温度增加,而电子器件的寿命又与其工作环境的温度密切相关。因此电子产品散热问题变得极其重要,对热管理技术的要求也更为严格，塑封材料的散热性能也越来越重要。

传统环氧模塑料(EMC)的封装过程是用传递成型法将EMC挤压入模腔，并将其中的半导体芯片包埋，同时交联固化成型，成为具有一定结构外型的半导体器件。这种方法对模塑料流动性要求极高，因此严重限制了各类非球形高导热填料在模塑料中的应用。近年来，国外出现了一种预制膜封装工艺(sheet molding)，在高端芯片以及多芯片封装领域发展很快，该封装工艺避免了冲线、未填充、气孔、溢料等问题，并且大大缩短了复合树脂在封装过程中的流动长度的要求，使得高热导非球形填料的应用成为了可能。但是目前国内适用于预制膜封装工艺的模塑料无论是从材料的制备，还是制程，都没有很完善的研究和较为成熟的工艺，需要加大力度研发以应对未来高端芯片、多芯片封装的国际竞争。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种改性环氧树脂复合材料，具备高导热、高强度、电绝缘好、成型性好的优点，并且能够适用于预制膜封装成型工艺。

本发明所采取的技术方案是：

本发明提供一种改性环氧树脂复合材料，由反应原料经混合制得，按质量计，所述反应原料包括10wt％～65wt％的导热填料、0.01wt％～0.1wt％的催化剂、15wt％～45wt％的酚醛树脂和15wt％～45wt％的改性环氧树脂，所述改性环氧树脂由包括橡胶和环氧树脂的反应物反应制得，所述橡胶具有端羧基。

优选地，所述酚醛树脂为联苯型酚醛树脂。

优选地，所述导热填料为改性碳材料，所述改性碳材料由碳材料经表面修饰氮化铝制得。

进一步地，所述碳材料为碳纳米管、碳纤维中的至少一种。

进一步地，改性碳材料中氮化铝的含量为1～5wt％。

优选地，所述催化剂为咪唑、咪唑衍生物、季膦化合物、乙酰丙酮金属盐、鎓盐中的任一种。

优选地，所述橡胶为端羧基丁腈橡胶。

优选地，所述橡胶占所述反应物的质量分数为5～15wt％。

本发明还提供一种上述的改性环氧树脂复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)取酚醛树脂和改性环氧树脂加入到开炼机，混合均匀后加入导热填料；

(2)待开炼机的温度冷却至60～90℃后，加入催化剂，搅拌均匀得到混炼胶；

(3)对所述混炼胶利用热压成型工艺进行热固化制备得到改性环氧树脂复合材料。

优选地，步骤(3)中所述热压成型工艺采用的压力为5～10MPa。

优选地，步骤(3)具体为：对所述混炼胶利用热压成型工艺，先在温度70～100℃下热固化20～40min，再在温度160～180℃下热固化10～30min。