[發明專利]一種陶瓷復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201010166416.2
• 申請日: 2010-04-29
• 公開（公告）號: CN102234187A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: 徐述榮;張凌紫;林信平
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: C04B26/02
• 分類號: C04B26/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及導熱材料領域，具體涉及一種陶瓷復合材料及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著電子技術迅速發展，集成電路的微型化程度越來越高，電子元件變得越來越密集，使得集成電路模塊單位面積上的電子組件的發熱量劇增，工作溫度升高會影響電子組件的運行效率，嚴重過熱還會導致電子組件的損壞，因而需要對集成電路模塊進行有效的散熱。

目前，本領域的技術人員為將電子組件工作時所產生的熱量盡快散發出去而采用了各種散熱方式，例如：利用風扇散熱，水冷輔助散熱和熱管散熱等方式，并取得一定散熱效果，然而，由于散熱裝置與電子組件的接觸界面并不平整，一般來說，相互接觸面積不到總面結的10％，沒有理想的接觸界面，散熱效率較低，影響了電子組件向散熱裝置進行熱傳遞的效果，因此需要在電子組件與散熱裝置之間增加一熱界面材料層，以確保界面之間充分接觸，利用熱界面材料使電子組件產生的熱量迅速傳遞到散熱裝置，然后再通過散熱裝置把熱量散發出去，從而確保電子組件能穩定運行。相應地，也就要求熱界面材料具有高導熱性能、以及與電子組件和散熱裝置的良好結合性能。

目前常采用的熱界面材料為陶瓷，陶瓷具有較高的熱導率(例如：氧化鋁的導熱系數為25W/mK以上，氮化鋁的導熱系數為150W/mK以上)因而是理想的導熱材料，然而，直接采用陶瓷作為熱界面材料，其難以與集成電路模塊、散熱裝置形成良好的結合，有效接觸面積小，導致整體的散熱性能差；因而需要在陶瓷的表面涂覆粘結劑或者焊料后再與集成電路模塊、散熱裝置結合；然而，粘結劑或者焊料的涂覆會影響到陶瓷的導熱性能，整體散熱效果不佳，并且工藝復雜、成本高。

為了改善熱界面材料與集成電路模塊、散熱裝置的結合性能、避免增加涂覆工藝，現有技術中通常采用另一種熱界面材料，將一些導熱系數較高的無機填料粉體分散到高分子基體材料中形成的高分子導熱復合材料。這種熱界面材料具有可壓縮性，能夠與電子組件和散熱裝置形成良好的接觸，然而采用這種方法制作的熱界面材料主要存在以下問題：1)由于填料粉體的比表面積大，隨著填料含量的增加，導致體系粘度明顯增大，進而給填料的分散造成不良影響，結果是填料的填充量有限，而填料的填入量直接關系到導熱通路的形成，關系到復合材料的導熱性能；因而，采用這種方法制作的復合材料在導熱性能上存在“瓶頸”，即使是采用導熱系數較高的填料(例如：Al₂O₃做填料)，形成的復合材料的導熱系數也只有1.4-1.7W/mK，散熱性能差；2)填料容易團聚，造成應力集中，形成缺陷。

發明內容

本發明為了解決現有技術中的導熱材料的導熱系數低，或者接觸面積小導致的散熱性能差的技術問題。

本發明提供了一種陶瓷復合材料，包括：多孔開孔陶瓷，其中，所述多孔開孔陶瓷的孔隙內填充有膠黏劑。

優選地，所述多孔開孔陶瓷的孔隙率為10％-90％，孔隙的平均孔徑為50nm-1mm。

優選地，所述膠黏劑的填充體積占多孔開孔陶瓷總體積的10％-90％。

優選地，所述膠黏劑的粘度為500-2000cps，導熱系數為0.1-0.3W/mK。

優選地，所述多孔開孔陶瓷是氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、氮化硅或者碳化硅陶瓷。

優選地，所述膠黏劑含有基體樹脂以及分散于所述基體樹脂內的添加劑；所述基體樹脂為環氧、聚酯、丙烯酸酯、硅氧烷、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯、聚乙烯、氨基環氧、聚丙烯、聚甲醛、聚縮醛、聚乙烯醇、烯烴樹脂中的一種或幾種；所述添加劑中含有稀釋劑B、增韌劑。

優選地，以100重量份的基體樹脂為基準，所述稀釋劑B的含量為0-15重量份，采用環氧丙烷丁基醚、縮水甘油醚中的至少一種；所述增韌劑的含量為5-25重量份，采用丁腈橡膠、聚硫橡膠、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯中的一種或幾種。

優選地，所述添加劑中還含有固化劑，所述固化劑為胺類固化劑、酸酐類固化劑、咪唑類固化劑或者過氧化甲乙酮；以100重量份的基體樹脂為基準，胺類固化劑的含量為28-35份；酸酐類固化劑的含量為80-100份；咪唑類固化劑的含量為2-7份；過氧化甲乙酮的含量為0.2-2份。

優選地，所述添加劑中進一步含有固化促進劑，以100重量份的基體樹脂為基準，所述固化促進劑的含量為1-2重量份，采用咪唑類促進劑或叔胺類促進劑。

另外，本發明還提供了一種陶瓷復合材料的制備方法，包括下述步驟：

浸膠：將多孔開孔陶瓷浸入膠黏劑中，并將膠黏劑壓入多孔開孔陶瓷的孔隙中；