[发明专利]一种具有高效连续导热网络的环氧模塑料及其制备方法

说明书

一种具有高效连续导热网络的环氧模塑料，其特征在于由以下重量配比的原料制成：环氧树脂10‑30份，固化剂10‑20份，固化促进剂0.1‑0.5份，多元醇0.5‑2份，玻璃纤维粉10‑20份，硅烷偶联剂A 0.05‑0.5份，硅烷偶联剂B 0.1‑1份，导热填料A 5‑20份，导热填料B 20‑60份。本发明还提供上述具有高效连续导热网络的环氧模塑料的一种制备方法。本发明的具有高效连续导热网络的环氧模塑料导热性能优异，熔融状态下粘度低、流动性好、电气绝缘可靠性高，可满足对导热散热要求较高的电子元件的封装需求。

技术领域

本发明涉及电子封装用环氧模塑料，具体涉及一种具有高效连续导热网络的环氧模塑料，以及这种环氧模塑料的制备方法。

背景技术

如今，电子元件日趋多功能化、高性能化，电子封装也向着小型化、高度集成化的方向发展，这些都会使得封装体系内部产生更多的热量。而电子元件的工作温度是影响其使用寿命的重要因素，以LED灯珠为例，长时间在过高温度下工作会大大降低LED灯珠的亮度和使用寿命。从封装材料的角度出发，提高材料的导热和散热能力，可以有效的降低电子元件的工作温度，提高其可靠性和使用寿命。

环氧模塑料（EMC，Epoxy Molding Compound）作为目前主要的塑料封装材料，具有成本低、可靠性高、设计灵活、生产效率高等诸多优势，其成型工艺一般是通过模压、注塑等传递成型法，在一定的压力和温度下将EMC料饼熔融并注入特定的模腔中，经加热、保压成型得到制品。单纯的树脂材料导热和散热效果并不理想。为了提高环氧模塑料的导热性能，匹配基底材料的热膨胀系数，常用的方法是填充功能性的无机填料。就提高导热系数而言，通过导热填料在树脂体系中形成连续的导热网络是一种简便有效地方法。传统的填充方法一般是将填料经过偶联剂处理后，均匀地分散在树脂基体中，然而填料之间被树脂隔开，无法形成有效的导热网络，因此需要尽可能高的填充率来建立连续的导热网络，提高材料的导热性能。而填充率过高会导致材料粘度急剧升高、流动性下降，严重影响可操作性；此外还会产生诸如气泡、粘结力下降、元件损坏和键合线断裂等不良影响。近年来，有许多通过一维的碳纳米管和二维的石墨烯材料与导热填料共混构建环氧导热网络的研究，但这类材料成本较高，且会影响到树脂体系的电气绝缘可靠性。因此，研究开发低成本且可靠的新型的导热材料，以提高环氧模塑料的导热性能，具有重要的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有高效连续导热网络的环氧模塑料，以及这种环氧模塑料的制备方法，这种环氧模塑料利用偶联剂将导热纳米粉体沉积吸附到一维玻璃纤维表面形成一维的导热通路，与球形导热填料共同在树脂体系中组成连续的导热网络，可有效提高材料的导热性能，成本低廉，而且这种环氧模塑料电气绝缘可靠性优良，制作过程中使用球形填料作为主体能很好地控制材料的粘度，流动性好，可满足对导热散热要求较高的电子元件的封装需求。采用的技术方案如下：

一种具有高效连续导热网络的环氧模塑料，其特征在于由以下重量配比的原料制成：环氧树脂10-30份，固化剂10-20份，固化促进剂0.1-0.5份，多元醇0.5-2份，玻璃纤维粉10-20份，硅烷偶联剂A 0.05-0.5份，硅烷偶联剂B 0.1-1份，导热填料A 5-20份，导热填料B20-60份。

所述导热填料A通过硅烷偶联剂A结合到玻璃纤维粉的表面上。优选方案中，将玻璃纤维粉、硅烷偶联剂A、导热填料A和100-200份乙醇加入干燥的反应容器中，搅拌至混合均匀（通常搅拌10-30min），得到混合液；接着将混合液加入喷雾干燥器中喷出干燥，而后置于80-100℃的烘箱中烘烤2-4小时，得到混合粉体，混合粉体是利用硅烷偶联剂A将导热填料A结合到玻璃纤维粉表面上所形成的粉体。

优选上述玻璃纤维粉体的直径是3-8um，长径比是4-8。