[发明专利]导热绝缘材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种导热绝缘材料及其制备方法。本发明提供的导热绝缘材料，其组份按质量份数包括高分子基体材料15‑30、环氧树脂20‑30、多层石墨烯5‑10、氮化铝20‑25、纳米碳酸钙10‑15、偶联剂2‑5及阻燃剂2‑5，利用多层石墨烯较大的比表面积，在与高分子基体材料及环氧树脂接触时，相互作用力大，对高分子基体材料的牵制力强，抵制基体的膨胀，采用粒度均匀的球形氮化铝，能够在基体材料中有很好的连接，且具有较好的流动性，为制备的绝缘材料提供良好的导热通道，提高了绝缘材料的导热性能，本发明制备的绝缘材料可以作为芯片的封装材料，用于芯片的封装工艺中，能够在同等的隔离距离下获得比常规材料更高的绝缘电压；同时由于导热性能的提高，有效的减小了芯片的热阻，使得制备的芯片能够承受更大的电流和功耗，从而扩大了芯片的应用范围。

技术领域

本发明涉及绝缘材料技术领域，特别涉及一种导热绝缘材料及其制备方法。

背景技术

随着电子设备和元器件向轻薄、精小化方向发展，散热在电子封装和热传导工业已经成为一个越来越重要的问题，具有导热绝缘作用的封装材料，对高频微电子元器件散热、提高器件工作效率、延长使用寿命等具有极其重要的作用。

对于绝缘材料，由于没有电子流的运动，它们的导热性要比金属材料相差500-1000倍，到目前为止，还没有一种高分子材料同时具有好的导热性和绝缘性。

温度是导热绝缘材料的电性能、机械性能和寿命降低(绝缘材料的老化)以及绝缘件松动的重要原因，因此，绝缘材料的导热性必须满足要求，显然，现有绝缘材料的导热性能差，不能满足工业要求。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种导热绝缘材料及其制备方法，旨在解决目前的绝缘材料导热性能差的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种导热绝缘材料，其组份按质量份数包括高分子基体材料15-30、环氧树脂20-30、多层石墨烯5-10、氮化铝20-25、纳米碳酸钙10-15、偶联剂2-5及阻燃剂2-5。

优选地，所述高分子基体材料为有机硅橡胶、有机聚硅氧烷、聚醚酯酰胺及乙烯基硅树脂中的一种或几种。

优选地，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚型缩水甘油醚、脂肪族缩水甘油醚和酚醛环氧树脂中的任意一种。

优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂和铝酸酯类偶联剂中的一种或几种。

优选地，所述阻燃剂为聚硼硅氧烷。

优选地，所述纳米碳酸钙的粒径为10-20nm。

优选地，所述氮化铝为球形氮化铝，平均粒度为3-5um。

为实现上述目的，本发明还提出一种导热绝缘材料的制备方法，所述方法包括以下步骤：

将高分子基体材料和环氧树脂依次加入高速混合机中，经高速搅拌混合得到A混合物；

将偶联剂加入到无水乙醇溶剂中制备偶联剂溶液，在偶联剂溶液中加入氮化铝和多层石墨烯，搅拌、抽滤，烘干，得到B混合物；

将A混合物、B混合物、纳米碳酸钙和阻燃剂依次加入到双螺杆挤出机中，待混料完全熔融后挤出造粒，在185℃下注塑成型即可。

优选地，所述高速混合机的工作条件为：温度100-120℃，转速为200-250r/min，搅拌时间为1-1.5h。

优选地，所述双螺杆挤出机的转速为200-500r/min，温度为200-250℃。