導熱灌封膠制備與復配導熱粉填料優化研究
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責任編輯：東莞東超新材料科技有限公司
發表時間：2024-07-13
? 隨著電子設備性能的不斷提升，對封裝材料的要求也越來越高。導熱灌封膠作為一種重要的電子封裝材料，在電子器件的散熱和保護方面發揮著關鍵作用。本文將介紹導熱灌封膠的制備過程、填料對性能的影響以及制備工藝對性能的優化。
1. 灌封膠的制備
? ?導熱灌封膠的制備過程主要包括環氧樹脂、阻燃劑、導熱填料、固化劑和偶聯劑的混合。首先，將一定配比的環氧樹脂、剛性鏈阻燃稀釋劑、氧化鋁、氫氧化鋁、氫氧化鎂、硅烷偶聯劑在強力攪拌機的作用下攪拌均勻，并真空脫泡，得到A組分，然后冷卻待用。接著，將聚氧化丙烯基二胺、氨基乙基哌嗪等固化劑在常溫下按一定比例混合均勻，得到B組分。最后，將A組分升溫至60℃，再加入一定比例的B組分，在80℃下固化2小時，再緩慢降溫，即得灌封膠固化物。
? ?2.1 填料對灌封膠耐開裂性能的影響
? ?為了提高灌封膠的耐開裂性能，我們向100份環氧樹脂中加入填料。實驗結果顯示，不加填料的純樹脂灌封膠固化收縮率達到5.1%，而加入填料后，灌封膠的固化收縮率顯著降低。當填料加入量達到260份時，灌封膠的固化收縮率保持在1%以下。雖然加入更多的填料可以繼續降低灌封膠的固化收縮率，但也會導致灌封膠的黏度大幅增長，影響其流動性。因此，為了保證灌封膠良好的流動性及較低的固化收縮率，我們暫定填料加入量為260份。
? ?2.2填料對灌封膠導熱性能及力學性能的影響
? ?為了提高灌封膠的導熱性能，我們往灌封膠中混入導熱填料。實驗結果顯示，氮化硼的導熱能力雖然好，但添加后灌封膠的狀態已呈膏體，無法滿足灌注的基本要求。而使用單一粒徑的氧化鋁雖能提高灌封膠的熱導率，但與使用不同粒徑復配的氧化鋁配制的灌封膠相比，其導熱能力較差。在力學性能方面，經過不同粒徑復配后的填料對灌封膠的彎曲強度有較好的提升作用，而對拉伸強度影響不大；在硬度方面，小粒徑氧化鋁的加入可以提升灌封膠的部分性能。此外，不同粒徑復配的氧化鋁填料可以更好降低灌封膠的黏度。
? ?2.3 阻燃劑用量對灌封膠性能的影響
? ?為了提高灌封膠的阻燃性能，我們研究了阻燃劑用量對灌封膠性能的影響。實驗結果顯示，當使用單一的氫氧化鋁或者氫氧化鎂作為阻燃劑時，用量需要達到50份才能滿足V-0的阻燃要求。而采用阻燃劑復配手段，可以將阻燃劑的添加量減少到30份就能達到V-0的阻燃等級，且采用復配過的阻燃劑，可以使灌封膠的黏度更低。
? ?2.4 偶聯劑對灌封膠性能的影響
? ??為了降低樹脂的黏度，提高灌封膠的流動性，我們研究了幾種硅烷偶聯劑的加入量對灌封膠黏度的影響。實驗結果顯示，隨著硅烷偶聯劑加入量的增加，樹脂的黏度逐漸降低，當硅烷偶聯劑用量為主體樹脂質量的5%時，樹脂黏度趨于穩定。隨著填料添加量的增加，灌封膠的黏度下降最快并趨于穩定，且穩定后的黏度最低。此外，灌封膠在儲存防沉方面的作用更加明顯，這對樹脂體系黏度的降低非常有幫助。而不同類型硅烷偶聯劑對灌封膠的力學性能影響不大。
? ?2.5 制備工藝對灌封膠性能的影響
為了研究不同溫度下不同保溫時間對灌封膠黏度的影響，我們進行了實驗。實驗結果顯示，灌封膠的黏度在不同溫度下均隨著保溫時間的延長而逐漸降低，并最后趨于穩定，達到相對一致的黏度。灌封膠的導熱性能及力學性能隨著灌封膠的黏度趨于穩定而穩定，這是因為在高溫環境下可以加快填料與基體樹脂。
東超新材料作為一家擁有10年研發和生產經驗的高新科技企業，主導產品包括一系列針對熱界面材料高分子合成制品的環保型無機阻燃劑(環保導熱粉體?材?)，其產品特點包括良好的粉體與樹脂基體相容性，對材料物理性能影響小；粉體在適當比例下能在樹脂基體內形成致密填充，實現更高導熱；以及在加工時具有良好的流動性，利于薄壁注塑或灌封。這些特點使得東超新材料成為導熱高分子復合材料領域的可靠合作伙伴。
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