[发明专利]一种绝缘高导热的纤维垫片材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种绝缘高导热的氮化硅纤维垫片材料及其制备方法，该绝缘高导热的氮化硅纤维垫片材料，包括：基料和导热填料，所述导热填料为纤维状填料，所述纤维状填料包括碳纤维、碳纳米管、氮化硼纤维、氧化铝纤维、铜纤维的至少一种；本发明所制备的绝缘高导热的纤维垫片材料不仅具有一定的绝缘性能，还具备较高的导热系数，满足高导热应用领域的需求，并且还具有一定的柔性，降低了接触热阻，提高了电子元器件的使用寿命。

技术领域

本发明涉及导热片技术领域，分类号为C08J5/18，具体的，涉及一种绝缘高导热的纤维垫片材料及其制备方法。

背景技术

随微电子集成技术和空芯印制板高密度组装技术高速发展，组装密度迅速提高，电子元件、逻辑电路体积成千上万倍地缩小，电子仪器及设备日益超轻、薄、短、小方向发展，在高频工作频率下，半导体工作热环境向高温方向迅速移动；此时，电子元器件产生的热量迅速积累、增加，在使用环境温度下，要使电子元器件仍能高可靠性地正常工作，及时散热能力成为影响其使用寿命的关键限制因素。而绝缘导热高分子材料主要用于高频微电子元器件散热，进而提高其精度、延长寿命。

目前的导热绝缘复合材料主要是通过向高分子柔性基体中添加大量的填料，从而制备具有导热能力的热界面材料，且由于大多数的高分子柔性基体热导率很低，进而需要填充高质量比的填料来满足器件应用的需要，会使得材料的柔性降低，导致材料与基体之间的热阻升高，并且该方法所制备的热导率一般通常在20W/m·k以下，不能满足高导热应用领域的需求。

专利CN111925654A公开了一种氮化铝与氧化铝复配导热绝缘硅胶材料及其制备方法，通过合理复配氮化铝和氧化铝的比例，实现了氧化铝和氮化铝的高填充，使得垫片的导热系数达到15.0W/(m·K)，但其导热系数较小，难以满足高导热应用领域的需求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种绝缘高导热的纤维垫片材料，包括基料和导热填料；所述导热填料为纤维状填料，所述纤维状填料包括碳纤维、碳纳米管、氮化硼纤维、氧化铝纤维、铜纤维的至少一种。

进一步优选的，所述基料为聚氨酯。

优选的，所述导热填料为氧化铝纤维，所述氧化铝纤维中氧化铝的质量含量为72-80％。

进一步优选的，所述导热填料为氧化铝纤维，所述氧化铝纤维中氧化铝的质量含量为73-78％。

进一步优选的，所述导热填料为氧化铝纤维，所述氧化铝纤维中氧化铝的质量含量为75％。

优选的，所述氧化铝纤维的直径为8-15μm。

进一步优选的，所述氧化铝纤维的直径为9-12μm。

进一步优选的，所述氧化铝纤维的直径为10μm。

本发明第二方面提供了一种绝缘高导热的纤维垫片材料的制备方法，包括步骤如下：

S1：将所述纤维状填料切割成固定长度的25-35根纤维，使得纤维平行排列后固定成一排，得到第一纤维体；

S2：在第一纤维体上包裹上基料，在20-30℃下固化得到第二纤维体；

S3：将第二纤维体与另一第二纤维体平行粘接，依次堆叠后形成块状的第一复合材料，再通过纵向切割后固化得到半成品；

S4：将半成品浸润于20-30mL溶胶剂中5-10min，用去离子水超声洗涤5-10min后，在20-30℃下干燥10-15min，即得。

优选的，所述步骤S1中将纤维状填料切割成长度为5-10cm。

进一步优选的，所述步骤S1中将纤维状填料切割成长度为7-9cm。

进一步优选的，所述步骤S1中将纤维状填料切割成长度为8cm。