导热复合材料及其制造方法以及包含所述复合材料的制品技术

一种导热复合材料，包含聚合物和氮化硼，其中所述氮化硼为纳米纤维、纳米管、纳米片或其组合的形式。或者，一种导热复合材料，包含含有孔的氮化硼和位于氮化硼的孔中的聚合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本公开内容涉及导热复合材料及其制造方法。导热复合材料(聚合物和填料)用于各种各样的应用中，例如印刷电路板。印刷电路板(PCB)使用层压至非导电基底上的导电路径用于机械支撑和电连接电子部件。电子部件产生热。热可以通过PCB耗散。此外，可使用散热器以使PCB散热性能不足的部件散热。为了改善热从电子部件的耗散并且为了避免使用散热器，仍然需要具有改善的散热性能的PCB材料。
技术实现思路
公开了一种导热复合材料，所述导热复合材料包含：聚合物；和氮化硼，其中所述氮化硼为纳米纤维、纳米管、纳米片或其组合的形式。还公开了一种导热复合材料，所述导热复合材料包含：多孔氮化硼；和位于所述氮化硼的孔中的聚合物。一种制造导热复合材料的方法，包括：使聚合物、氮化硼和溶剂合并以形成混合物；使所述混合物流延以形成层；以及移除所述溶剂以制造导热复合材料。附图说明本公开内容的上述和其他方面、优点和特征将通过参考附图进一步详细描述本公开内容的示例性实施方案而变得更明显。图1是单覆层层压件的示意图；图2是双覆层层压件的示意图；图3是具有图案化导电层的双覆层层压件的示意图；图4是包括两个双覆层电路层压件的示例性电路组件(assembly)的示意图；图5是导热复合材料的一个实施方案的示意图；图6是导热复合材料的另一个实施方案的示意图；图7是包含多孔氮化硼和聚合物的导热复合材料的一个实施方案的示意图。具体实施方式本专利技术人已发现通过使聚合物和氮化硼颗粒合并可以获得导热性改善的复合材料，其中所述氮化硼为纳米纤维、纳米管或纳米片的形式。在一个实施方案中，氮化硼颗粒的取向在基本垂直于聚合物层的主表面的方向上，从而获得改善的导热性。在另一个实施方案中，提供了氮化硼的孔中设置有聚合物的多孔氮化硼。这些材料提供了其他期望的性能，如改善的机械性能，包括改善的机械强度、对机械应力故障的抵抗性和改善的弹性。在另一个实施方案中，可以通过选择合适的氮化硼(例如掺杂的氮化硼纳米管)来提供具有选定介电常数的复合材料。该复合材料还提供了改善的热稳定性，这导致避免在高温暴露期间(例如在焊接和/或引线接合期间)变形或起泡的能力。高热导率和高热稳定性的组合在产热较高的装置中是有用的，例如在高时钟速度下运行的芯片、高功率、较大尺寸的芯片或者具有产热的激光二极管的光电部件。该复合材料可以在各种电路子组件中使用，并且可用作堆叠层(buildup layer)，如在多层芯中的介电基底层，或其组合。聚合物复合材料可以包含任何合适的聚合物。在一个实施方案中，聚合物是介电聚合物，例如聚酰亚胺、聚苯砜、聚醚砜、聚四氟乙烯、聚(亚芳基醚)或环氧树脂。聚合物可为均聚物或共聚物，并且可以包括接枝共聚物或嵌段共聚物。聚合物可为交联的。示例性的聚(亚芳基醚)包括聚(2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚)、聚(2,6-二乙基-1,4-亚苯基醚)、聚(2,6-二丙基-1,4-亚苯基醚)、聚(2-甲基-6-烯丙基-1,4-亚苯基醚)、聚(二叔丁基-二甲氧基-1,4-亚苯基醚)、聚(2,6-二氯甲基-1,4-亚苯基醚)、聚(2,6-二溴甲基-1,4-亚苯基醚)、聚(2,6-二(2-氯乙基)-1,4-亚苯基醚)、聚(2,6-二甲苯基-1,4-亚苯基醚)、聚(2,6-二氯-1,4-亚苯基醚)、聚(2,6-二苯基-1,4-亚苯基醚)和聚(2,5-二甲基-1,4-亚苯基醚)。有用的聚(亚芳基醚)包括2,6-二甲基-1,4-亚苯基醚单元，任选地与2,3,6-三甲基-1,4-亚苯基醚单元组合。聚合物可以为官能化的。代表性的有来自Asahi的PPE-MA(马来酸化的聚(亚芳基醚))和来自Chemtura的Blendex HPP820(未改性的聚(亚芳基醚))。在一个实施方案中，聚合物可为适用于电路材料的聚丁二烯或聚异戊二烯聚合物。本文使用的“聚丁二烯或聚异戊二烯聚合物”包括衍生自丁二烯的均聚物、衍生自异戊二烯的均聚物、以及衍生自丁二烯和/或异戊二烯和/或小于50重量％(重量％)的可与丁二烯和/或异戊二烯共固化的单体的共聚物。可与丁二烯和/或异戊二烯共固化的合适的单体包括单烯键式不饱和化合物，例如丙烯腈、乙基丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯丙烯腈、β-氯丙烯腈、α-溴丙烯腈、(甲基)丙烯酸C1-6烷基酯(如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸正丙酯和(甲基)丙烯酸异丙酯)、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、马来酰亚胺、N-甲基马来酰亚胺、N-乙基马来酰亚胺、衣康酸、(甲基)丙烯酸，以及包含上述单烯键式不饱和单体的至少之一的组合。聚丁二烯或聚异戊二烯还可包括弹性体聚合物。弹性体聚合物可以与例如聚(亚芳基醚)和/或聚丁二烯或异戊二烯树脂(如果存在的话)共固化。合适的弹性体包括弹性体嵌段共聚物，所述弹性体嵌段共聚物包含衍生自烯基芳香族化合物的嵌段(A)和衍生自共轭二烯的嵌段(B)。嵌段(A)和嵌段(B)的布置包括线性和接枝结构，包括具有支链的径向远嵌段结构。线性结构的实例包括二嵌段(A-B)、三嵌段(A-B-A或B-A-B)、四嵌段(A-B-A-B)和五嵌段(A-B-A-B-A或B-A-B-A-B)结构以及包含全部为A和B的6嵌段或更多嵌段的线性结构。特定的嵌段共聚物包括二嵌段、三嵌段和四嵌段结构，特别是A-B二嵌段和A-B-A三嵌段结构。合适的介电聚合物可符合一个或更多个PCB工业规范。例如，介电聚合物可符合IPC-4104B/21规范或针对所制造的特定PCB的相关工业规范。可进行配制以提供泡沫的聚合物包括聚烯烃、含氟聚合物、聚酰亚胺、聚芳基酮、聚芳醚酮、有机硅、聚氨酯等。聚合物泡沫材料可为热塑性的(前提是其能够承受加工和使用温度)或热固性的。氮化硼可为结晶的、多晶的、无定形的或其组合，并且为纳米纤维、纳米管、纳米片或其组合的形式。特别提及纳米管形式的氮化硼。纳米纤维可以是实心的。纳米管可具有一个壁或可为多壁的，并且可具有中空芯。此外，多根纳米纤维和/或纳米管可具有任何合适的配置。例如，纳米纤维和/或纳米管可为无规配置的(例如非织造垫)，或者其可为织造形式。氮化硼可具有任何合适的尺寸。所述氮化硼的横截面尺寸可为1纳米(nm)至100纳米(nm)，特别地2nm至80nm，更特别地4nm至60nm。氮化硼的长度可为100nm至10毫米(mm)，特别地200nm至1mm，更特别地400nm至0.1mm。氮化硼的纵横比(按长度/横截面尺寸计算)可为10至1000000，特别地20至500000，更特别地40至250000。横截面尺寸可为纤维或管的直径或者片的厚度。例如，通过激光散射测量的氮化硼的平均粒径可为10nm至1000μm，特别地20nm至500μm，更特别地40nm至250μm。氮化硼是导热的。氮化硼的热导率可为1W/m·K至2000W/m·K，特别地10W/m·K至1800W/m·K，或者100W/m·K至1600W/m·K。氮化硼可为非掺杂的或掺杂的以提供期望的性能。例如，氮化硼可以例如用银、碳、氟等掺杂以提高聚合物的介电性能。或者，可以对氮化硼进行掺杂以提供n型掺杂的氮化硼的或p型掺杂的氮化硼。掺杂的氮化硼可包含有效提供具有半导体性能的氮化硼的元素。代表性掺杂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导热复合材料，包含：聚合物；和氮化硼，其中所述氮化硼为纳米纤维、纳米管、纳米片或其组合的形式。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.30 US 61/986,5291.一种导热复合材料，包含：聚合物；和氮化硼，其中所述氮化硼为纳米纤维、纳米管、纳米片或其组合的形式。2.根据权利要求1所述的导热复合材料，其中所述氮化硼为纳米纤维或纳米管的形式。3.根据权利要求1至2中任一项或更多项所述的导热复合材料，其中所述氮化硼为纳米纤维的形式，并且其中所述纳米纤维为织造形式。4.根据权利要求1至3中任一项或更多项所述的导热复合材料，其中所述氮化硼的横截面尺寸为1纳米至100纳米。5.根据权利要求1至4中任一项或更多项所述的导热复合材料，其中所述氮化硼的长度为100纳米至10毫米。6.根据权利要求1至5中任一项或更多项所述的导热复合材料，其中所述氮化硼的纵横比为10至1000000。7.根据权利要求1至6中任一项或更多项所述的导热复合材料，其中所述氮化硼在基本垂直于聚合物层的主表面的方向上延伸。8.一种导热复合材料，包含：含有孔的氮化硼；和位于所述氮化硼的孔中的聚合物。9.根据权利要求8所述的导热复...

【专利技术属性】
技术研发人员：张莉，穆拉利·塞瑟马达范，
申请(专利权)人：罗杰斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US