[發明專利]一種復合散熱材料的制備方法

在審

• 申請號: 201910150235.1
• 申請日: 2019-02-28
• 公開（公告）號: CN110016274A
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 林正脈
• 申請（專利權）人: 常州五榮化工有限公司
• 主分類號: C09D163/00
• 分類號: C09D163/00;C09D7/61;C09D5/33
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 於林峰

本發明涉及一種復合散熱材料的制備方法，屬于散熱材料技術領域。本發明將電氣石和陶瓷微粉作為輻射散熱填料，采用溶膠?凝膠法制備二氧化鈦凝膠作為主填料，使電氣石和陶瓷微粉在凝膠中互相搭接構成導熱網絡，為導熱提供了導熱通路，提高了其導熱率，將環氧樹脂和制備的主填料復合制備出散熱涂料，并采用噴霧法噴涂到基體表面，制備出復合散熱材料；陶瓷微粉作為一種新的功能性填充材料，其對提高涂料的綜合性價比起到很好的作用，提高了涂料的防腐、耐高溫、耐侯、絕緣、反射隔熱及表面的耐劃傷、耐擦洗性能；本發明中環氧樹脂和制備的二氧化鈦凝膠以粉末狀態混合，使得界面的熱阻減少，有利于復合材料的散熱。

技術領域

本發明涉及一種復合散熱材料的制備方法，屬于散熱材料技術領域。

背景技術

隨著信息化時代對電子元器件集成度和運行速度的要求越來越高，其相應功耗也越來越大，導致電路發熱量增大，工作溫度不斷上升。據統計，目前55%的電子設備因溫度過高而失效。因此，制備低成本、高散熱性電子封裝材料是提高電子產品可靠性的關鍵。

目前，除了傳統的金屬、陶瓷和塑料電子封裝材料外，也出現了大量的金屬基電子封裝復合材料，如W/Cu，Mo/Cu，Cf/Al，SiCp/Al，SiCp/Cu，B/Al，BeO/Cu等。這些材料的散熱都是通過熱傳導的方式進行的，而輻射作為一種有效的散熱方式，在封裝散熱方面的報道卻很少，且主要集中在輻射散熱涂料的研究。然而，由于受粘結劑以及涂料與基體材料熱膨脹系數的限制，輻射涂料在實際中的應用非常有限。

電子封裝簡單的說是指用來固定、支撐、保護和密封集成電路芯片的外殼。電子封裝是電子產品中必不可少的一部分，理想的電子封裝材料需要滿足以下幾個要求：

（1）具有與Si、GaAs等芯片材料相匹配的熱膨脹系數；

（2）熱導率高，能夠將電路工作中產生的熱量及時散發出去，避免芯片溫度過高而失效；

（3）良好的氣密性，能抵御惡劣環境(高溫、高濕、腐蝕、輻射等)對電子器件的影響；

（4）優良的力學性能，起到支撐和保護芯片的作用；

（5）良好的加工性和可焊接性，利于后續的加工成形；

（6）密度低，以便減輕電子器件的重量。

在傳統電子封裝材料不能滿足現代封裝技術要求的背景下，材料的復合化成為了一種發展趨勢。人們通過對金屬和增強相的復合研究，開發出了高導熱、低膨脹的金屬基封裝復合材料。

金屬基電子封裝復合材料主要有以下優點：

（1）材料物理性能設計性：能夠通過改變復合材料的制備工藝、基體材料的合金成分以及增強體的質量分數、排列方式和種類來改良材料的性能，如對熱膨脹系數的設計改善；

（2）低成本：因其靈活的制備方式，減少了材料的損失和避免了不必要的加工費用，降低了生產成本；

（3）材料密度較低、熱性能較高，十分適合在航空、航天領域中的應用。目前的金屬基封裝復合材料的基體主要是以銅基和鋁基為主，這主要是由其高的導熱、導電性以及優良的力學性能和可加工性所決定的。

近年來，銅基復合材料雖然不斷的受到國內外學者的青睞，但與傳統金屬材料相比，銅基復合材料的制造和成形過程比較復雜，且不同的制造技術制備的材料性能差異較大。這就需要在考慮材料組份的性能、配比和結合狀態的基礎上，選擇合理的制備方式。目前國內外制備銅基復合材料的方法主要有粉末冶金法、擠壓鑄造法、攪拌熔鑄法、噴射沉積法和原位自生成法。