[發(fā)明專利]一種絕緣導(dǎo)熱硅樹脂及其制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910109950.7
• 申請(qǐng)日: 2009-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN102051049A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張玲玲;沈云;姜云龍;林信平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號(hào): C08L83/00
• 分類號(hào): C08L83/00;C08K13/06;C08K3/22;C08K3/38;C08K3/34;C08K5/54;C09K5/14
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種絕緣導(dǎo)熱硅樹脂及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著微電子技術(shù)的功耗和功率密度的不斷增加，散熱問題如何解決已經(jīng)成為微電子技術(shù)發(fā)展進(jìn)步的關(guān)鍵所在，單個(gè)電子元器件的工作溫度每升高10℃，安全性將降低50％，由于過熱而引起的電路板中CPU失效占CPU失效總數(shù)的比例55％以上。現(xiàn)有技術(shù)中已提出多種方法來除去這部分熱量。特別是對(duì)于生熱量大的電子元件，驅(qū)除熱量的方法有：放置導(dǎo)熱材料如導(dǎo)熱硅酯，或在電子元件和其它構(gòu)件之間放置導(dǎo)熱片如散熱片。

因此開發(fā)出許多散熱技術(shù)和散熱材料，其中熱界面材料因?yàn)槟苡行Ы档桶l(fā)熱源和散熱器之間的界面熱阻而得到廣泛應(yīng)用，這其中就有導(dǎo)熱硅樹脂材料。

通常情況下，未填充任何填料的硅橡膠和硅樹脂的導(dǎo)熱性能，通常很差，導(dǎo)熱系數(shù)一般只有0.165W/m.K；但配合無機(jī)導(dǎo)熱填料如氧化鋁、碳化硅、氮化硼、氧化鋅等無機(jī)填料的硅樹脂，可制成導(dǎo)熱性能好的硅樹脂，該種硅樹脂已經(jīng)被廣泛用于航天、航空，以及電子、電器領(lǐng)域中需要散熱和傳熱的部位，目前，經(jīng)高溫硫化、模壓法制成的導(dǎo)熱硅橡膠的導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)到2.5W/m.K，甚至可到3W/m.K以上；而室溫硫化(RTV)硅橡膠和導(dǎo)熱硅樹脂的導(dǎo)熱系數(shù)卻相對(duì)較低，通常在0.6～0.9W/m.K之間，根據(jù)Maxwell和Bruggeman的理論如果導(dǎo)熱填料的體積分?jǐn)?shù)在導(dǎo)熱硅樹脂中所占比例小于0.6，那么導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱率不會(huì)對(duì)硅樹脂的導(dǎo)熱率有明顯影響，只有當(dāng)導(dǎo)熱填料的體積分?jǐn)?shù)超過0.6時(shí)，該材料的熱導(dǎo)率才會(huì)受到導(dǎo)熱填料熱導(dǎo)率的明顯影響，因此，為了提高導(dǎo)熱硅酯的熱導(dǎo)率，就必須在硅樹脂中加入大量的導(dǎo)熱填料，然而，填充無機(jī)填料會(huì)帶來很多問題，如導(dǎo)熱硅酯的流動(dòng)性與導(dǎo)熱率不能同時(shí)達(dá)到要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種絕緣導(dǎo)熱硅樹酯組合物，該導(dǎo)熱絕緣硅樹脂同時(shí)具有良好的流動(dòng)性和良好的導(dǎo)熱性能。

本發(fā)明提供一種絕緣導(dǎo)熱硅樹脂，該硅樹脂包括甲基苯基硅烷、硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑、無機(jī)填料，基膠，其中以絕緣導(dǎo)熱硅樹脂總重量為基準(zhǔn)，甲基苯基硅烷占0.2～5％，硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑占0.01～1.0％，無機(jī)填料占80～97％，基膠占2.5-20％。

本發(fā)明還提供一種絕緣導(dǎo)熱硅樹脂的制備方法，該方法包括：

1)稱取硅烷偶聯(lián)劑和/鈦酸酯偶聯(lián)劑、無機(jī)填料、溶劑混合后加熱、干燥，獲得經(jīng)過改性的無機(jī)填料；

2)稱取步驟1中制得的經(jīng)過改性的無機(jī)填料、以及硅烷偶聯(lián)劑和/或鈦酸酯偶聯(lián)劑、甲基苯基硅烷，混合后在真空條件下加熱到60-150攝氏度，保溫后干燥，獲得絕緣導(dǎo)熱硅樹脂。

通過本發(fā)明提供的硅樹脂的制備方法制備的硅樹脂同時(shí)具有較高導(dǎo)熱性能和良好的流動(dòng)性能。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)有技術(shù)中為了提高絕緣導(dǎo)熱硅樹脂的導(dǎo)熱性能，在硅樹脂中加入了具有導(dǎo)熱性的無機(jī)填料，而且從Maxwell和Bruggeman的理論可以看出，要使得絕緣導(dǎo)熱硅樹脂的導(dǎo)熱性能有效提高，必須在硅樹脂中加入大量的無機(jī)填料，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在硅樹脂中添加大量無機(jī)填料，會(huì)導(dǎo)致硅酯的流動(dòng)性降低，硅樹酯不能填充到電子原件/或散熱片表面的凹槽中，從而導(dǎo)致接觸電阻的增加。接觸電阻阻值越高，則接觸電阻上的壓降越大，因而導(dǎo)熱硅樹脂與電子元件的接觸點(diǎn)釋放的熱量將越多，影響了絕緣導(dǎo)熱硅樹脂的導(dǎo)熱效率，如果溫度進(jìn)一步上升，接觸點(diǎn)就很容易損壞，溫度越高，損壞就越快，這種現(xiàn)象會(huì)蔓延，從而降低了絕緣導(dǎo)熱硅樹脂的安全性。

為此本發(fā)明提供一種同時(shí)具有良好的流動(dòng)性和導(dǎo)熱性能的絕緣導(dǎo)熱硅樹脂。

本發(fā)明提供的絕緣導(dǎo)熱硅樹脂，包括甲基苯基硅烷、硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑、無機(jī)填料、基膠，其中以絕緣導(dǎo)熱硅樹脂總重量為基準(zhǔn)，甲基苯基硅烷占0.2～5％，硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑占0.01～1.0％，無機(jī)填料占80～97％，基膠占2.5-20％。

其中，所述的甲基苯基硅烷粘度為50～10000mPa.s，凝固點(diǎn)為-80～-70℃，且沸點(diǎn)范圍為190℃-240℃，在本發(fā)明中選擇甲基苯基硅烷粘度為50～10000mPa.s，是因?yàn)樵谠撜扯鹊募谆交柰椋梢栽黾樱^緣導(dǎo)熱硅樹脂組合物的耐高溫性能、導(dǎo)熱性能、以及流動(dòng)性能，本發(fā)明中所采用的甲基苯基硅烷為本領(lǐng)域所常用的甲基苯基硅烷，這種甲基苯基硅烷可以通過商購獲得，如美國道康寧公司生產(chǎn)的甲基苯基硅烷，由于甲基苯基硅烷具有較低凝固點(diǎn)和較高沸點(diǎn)，因此，將甲基苯基硅烷加入硅樹脂中能有效提高絕緣導(dǎo)熱硅樹酯的耐高低溫性能。

本發(fā)明中無機(jī)填料選自氧化鋁、氮化硼、氧化鋅、氮化硅、氮化鋁一種或多種，無機(jī)填料的平均粒徑為0.01μm～15μm。