[發(fā)明專利]一種功率模塊封裝用的高導(dǎo)熱性復(fù)合材料及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210089237.6
• 申請(qǐng)日: 2022-01-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114702782A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐宏浩;鄭澤東;陳霏;汪之涵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳基本半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號(hào): C08L63/00
• 分類號(hào): C08L63/00;C08L63/02;C08K9/10;C08K9/06;C08K3/08;C08K3/36
• 代理公司: 深圳市恒申知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44312
• 代理人: 鐘連發(fā)

本發(fā)明屬于封裝材料技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種功率模塊封裝用的高導(dǎo)熱性復(fù)合材料及其制備方法，包括以下步驟：1)在惰性氣氛中將正硅酸甲酯與納米銅顆粒放于攪拌桶中，加入乙醇后發(fā)生回流反應(yīng)，常溫?cái)嚢??2h，對(duì)納米銅顆粒表面進(jìn)行改性；2)將真空烘箱將改性后的納米銅顆粒烘干并粉體化過(guò)篩，得到細(xì)化的改性納米銅顆粒；3)將改性納米銅顆粒、環(huán)氧高分子聚合物、偶聯(lián)劑、增韌劑、固化劑放入反應(yīng)釜中共混，再于200?300℃下通過(guò)單螺桿擠出造粒，得到所述高導(dǎo)熱性復(fù)合材料。本發(fā)明材料具有較高導(dǎo)熱系數(shù)、優(yōu)良熱穩(wěn)定性以及較低熱膨脹系數(shù)(CTE)，滿足了功率模塊封裝領(lǐng)域?qū)Σ牧夏蜔帷⑸彷^高的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于封裝材料技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種功率模塊封裝用的高導(dǎo)熱性復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著電子產(chǎn)品向高性能、高密度方向的不斷發(fā)展，芯片的體積和重量越來(lái)越小，三維芯片封裝的密度越來(lái)越高，發(fā)熱元件的散熱問(wèn)題也越來(lái)越突出。如果積累的熱量不能及時(shí)散發(fā)，部件的工作溫度就會(huì)升高，這將直接影響各種高精度設(shè)備的使用壽命和可靠性。環(huán)氧樹(shù)脂(EP)以其良好的電絕緣性和低廉的成本成為應(yīng)用最廣泛的芯片封裝材料基體。然而，環(huán)氧樹(shù)脂的熱導(dǎo)率畢竟無(wú)法與金屬相比。因此，開(kāi)發(fā)高導(dǎo)熱、高絕緣、低熱膨脹系數(shù)、高強(qiáng)度、高加工性能的復(fù)合材料是研究者面臨的一個(gè)難題。

散熱是以熱傳導(dǎo)為基礎(chǔ)的。如果熱量不能及時(shí)傳遞，容易形成局部高溫，損壞元器件，影響系統(tǒng)的可靠性和正常工作周期。為了更好地解決熱傳導(dǎo)問(wèn)題，有必要在加熱部件和散熱部件之間使用熱界面材料。填充型導(dǎo)熱高分子材料在微電子封裝中受到廣泛關(guān)注。隨著技術(shù)的不斷成熟，聚合物基導(dǎo)熱復(fù)合材料將在設(shè)備保護(hù)、微電子封裝，特別是高壓大功率元器件的保護(hù)方面發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提出了一種功率模塊封裝用絕緣材料，本發(fā)明材料具有較高導(dǎo)熱系數(shù)、優(yōu)良熱穩(wěn)定性以及較低熱膨脹系數(shù)(CTE)，滿足了功率模塊封裝領(lǐng)域?qū)Σ牧夏蜔帷⑸彷^高的要求。

本發(fā)明的目的可通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種功率模塊封裝用的高導(dǎo)熱性復(fù)合材料，所述復(fù)合材料包括環(huán)氧高分子聚合物以及改性納米銅顆粒，其中，所述環(huán)氧高分子聚合物為特丁基縮水甘油醚環(huán)氧樹(shù)脂REDG－80、亞胺環(huán)氧樹(shù)脂SRTEM-80、E-158環(huán)氧樹(shù)脂中的一種或多種，所述改性納米銅顆粒表面包覆有二氧化硅層。

優(yōu)選的，所述改性納米銅顆粒直徑為50-150nm，所述二氧化硅層厚度為20-80nm。

優(yōu)選的，所述改性納米銅顆粒的總質(zhì)量為所述環(huán)氧高分子聚合物總質(zhì)量的12-20％。

優(yōu)選的，所述所述環(huán)氧高分子聚合物折射率范圍為1.35-1.42，環(huán)氧當(dāng)量范圍為450-750g/eq，玻璃化溫度范圍為50-80℃，粘度范圍為120-600pa.s。

優(yōu)選的，所述復(fù)合材料還包括增韌劑、硅烷偶聯(lián)劑、改性劑以及固化劑。

優(yōu)選的，所述硅烷偶聯(lián)劑為KH550、KH560、KH570中的一種或者若干中，所述增韌劑為CTBN，所述固化劑為MeHHPA，所述改性劑為正硅酸甲酯。

一種制備權(quán)利要求1所述的一種功率模塊封裝用的高導(dǎo)熱性復(fù)合材料的方法，包括以下步驟：1)在惰性氣氛中將正硅酸甲酯與納米銅顆粒先混合，加入乙醇后發(fā)生回流反應(yīng)，常溫?cái)嚢?-2h，對(duì)納米銅顆粒表面進(jìn)行改性；2)真空環(huán)境下將改性后的納米銅顆粒烘干并粉體化過(guò)篩，得到細(xì)化的改性納米銅顆粒；3)將改性納米銅顆粒、環(huán)氧高分子聚合物、偶聯(lián)劑、增韌劑、固化劑混合，再于200-300℃下造粒，得到所述高導(dǎo)熱性復(fù)合材料。

本發(fā)明的工作原理及有益效果：