[發(fā)明專利]氧化鎂及其制備方法、高導(dǎo)熱性氧化鎂組合物及利用其的氧化鎂陶瓷

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980068730.6
• 申請(qǐng)日: 2019-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN112912447A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安哲佑;崔鐘真;韓秉東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 韓國材料研究院
• 主分類號(hào): C09C1/02
• 分類號(hào): C09C1/02;C09C3/06;C09C3/04;C09J11/04
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 延美花;臧建明

本發(fā)明公開如下的氧化鎂及其制備方法：可以利用粉末制備各種形狀和大小的顆粒，通過添加供體并進(jìn)行熱處理后形成具有耐吸濕性的表面氧化物層，從而改善氧化鎂(MgO)的低耐吸濕性。而且，本發(fā)明還公開如下的高導(dǎo)熱性氧化鎂組合物及利用其的氧化鎂陶瓷：可以通過向氧化鎂添加供體來降低燒結(jié)溫度，從而提高熱擴(kuò)散系數(shù)。本發(fā)明的氧化鎂的制備方法的特征在于，包括：步驟(a)，向氧化鎂粉末添加供體和有機(jī)溶劑來形成混合物；步驟(b)，干燥上述混合物；步驟(c)，利用經(jīng)干燥的上述混合物形成添加有供體的氧化鎂顆粒；以及步驟(d)，對(duì)添加有供體的上述氧化鎂顆粒進(jìn)行熱處理，通過對(duì)添加有供體的上述氧化鎂顆粒進(jìn)行熱處理來在上述氧化鎂顆粒表面形成組成與氧化鎂顆粒內(nèi)部不同的表面氧化物層。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及如下的陶瓷填充物用氧化鎂及其制備方法：在向氧化鎂(MgO)粉末添加供體并進(jìn)行熱處理的過程中，在氧化鎂顆粒表面形成包含與顆粒內(nèi)部不同的氧化鎂-供體的表面氧化物層，由此，耐吸濕性得以改善，從而可以用于熱界面材料。并且，本發(fā)明涉及如下的高導(dǎo)熱性氧化鎂組合物及利用其的氧化鎂陶瓷：向氧化鎂添加供體來降低燒結(jié)溫度，能夠提高熱擴(kuò)散系數(shù)。

背景技術(shù)

當(dāng)制備高功率發(fā)光二極管(LED)或電源設(shè)備等高耗電、發(fā)熱多的部件時(shí)，使用散熱封裝件來保障部件的可靠性及長(zhǎng)壽命。

通常，散熱封裝件由高導(dǎo)熱性絕緣基板、金屬散熱器(Metal Heat Sink)形成。高導(dǎo)熱性絕緣基板和金屬散熱器之間使用作為散熱粘合劑的熱界面材料(TIM：ThermalInterface Material)。

熱界面材料起到使高導(dǎo)熱性絕緣基板與金屬散熱器相互緊貼的粘結(jié)劑作用，或者單獨(dú)用作散熱部件。這種熱界面材料由聚合物和高導(dǎo)熱性金屬或陶瓷填充材料的復(fù)合物形成。

熱界面材料主要在聚合物中包含氧化鋁(Al₂O₃)填充物來使用。

但是，氧化鋁填充材料的熱傳導(dǎo)率為較低的20W/mK～30W/mK，因此，需要改善。

另一方面，氧化鎂原料價(jià)格與氧化鋁處于同等水平，而熱傳導(dǎo)率為30W/mK～60W/mK，導(dǎo)熱性比氧化鋁填充材料優(yōu)秀。不僅如此，氧化鎂顯出10¹⁴Ohm·cm以上的電阻率，因此，電絕緣性優(yōu)秀。由此，若使用氧化鎂填充物來替代氧化鋁填充物，可以改善基于氧化鋁的熱界面材料的熱傳導(dǎo)率，可以有用地用作熱界面材料用填充物。

但是，由于氧化鎂的吸濕性較高，會(huì)因吸收水分而降低熱傳導(dǎo)率。而且，因吸收水分而在氧化鎂表面形成的氫氧化鎂(Mg(OH)₂)使與高分子的復(fù)合困難，不僅難以制備為熱界面材料，還易于發(fā)生因體積膨脹而與聚合物材料分離的可能性高等的問題。這些問題成為將氧化鎂實(shí)用化為導(dǎo)熱陶瓷填充物的障礙因素。因此，為了將氧化鎂開發(fā)為熱界面材料用導(dǎo)熱陶瓷填充物，要先行開發(fā)能夠改善耐吸濕性的技術(shù)。

另一方面，氧化鎂的熱傳導(dǎo)率為30W/mK～60W/mK，具有比氧化鋁的熱傳導(dǎo)率高的優(yōu)點(diǎn)。

但是，氧化鋁在約1500℃～1600℃的溫度下被燒結(jié)，相反，氧化鎂則具有在1700℃以上的高溫下才被燒結(jié)的缺點(diǎn)，因此，需要改善氧化鎂的燒結(jié)條件。雖然以往有嘗試在低溫下燒結(jié)氧化鎂，但尚無既保持熱傳導(dǎo)率又降低燒結(jié)溫度的散熱陶瓷材料的研究。

因此，需要開發(fā)研究既保持氧化鎂的高熱傳導(dǎo)特性，又能夠在比氧化鋁的燒結(jié)溫度1500℃更低的溫度進(jìn)行燒結(jié)，且具有價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力的廉價(jià)的新型高導(dǎo)熱性氧化物材料。

(專利文獻(xiàn)001)KR公開專利公報(bào)10-2016-0014590號(hào)(2016年02月11日公開)

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

本發(fā)明的目的在于，提供耐吸濕性優(yōu)秀的能夠適用于熱界面材料用陶瓷填充物的氧化鎂及其制備方法。