一种具有导热功能的固态填充胶及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种具有导热功能的固态填充胶，由以下重量份数的原料组成：环氧树脂60～80份；改性环氧树脂20～30份；三氯氧磷8～10份；改性石墨烯12～20份；改性填料30～40份；固化剂4～10份；分散剂3～5份；其中，所述改性石墨烯表面带有含氧基团；所述改性填料包括石墨烯、粒径为0.1～0.5μm的氧化铝和硅微粉；所述改性环氧树脂的表面修饰有纳米结构的核壳橡胶粒子。相比于现有技术，本发明专利技术的固态填充胶通过改性石墨烯、三氯氧磷、改性环氧树脂、环氧树脂和改性填料等多种物质共同作用，使得该固态填充胶具备了良好的导热性能，解决了现有的固态填充胶不具有导热性能的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种具有导热功能的固态填充胶及其制备方法
本专利技术涉及填充胶领域，具体涉及一种具有导热功能的固态填充胶及其制备方法。
技术介绍
近年来，随着新技术和新材料的发展，倒装芯片技术也在不断的转型和发展。为进一步缩减成本、加强封装的可靠性，对用于倒装芯片的可填充材料的研究，逐步成为研究电子封装技术的热点问题，作为电子封装材料的一个重要的组成部分底部填充交联剂可将芯片与基板粘成一体，缩小热循环过程中产生的相对移动、使焊点的疲劳寿命得到增加并且能缓冲和释放焊点上所产生的应力。底部填充胶粘剂分为流动型底部填充胶粘剂和非流动型底部填充胶粘剂。流动型底部填充胶主要是采用液态胶水，通常用环氧树脂体系为材料，它具有韧性高、耐腐蚀粘性高及绝缘性等优良特点，但需采用点胶设备、喷胶设备等进行施胶，还需要将胶水冷藏或冷冻储存，在使用前再提前几个小时就行解冻，工艺复杂，生产成本高，不便于工业上的大规模使用。而非流动型底部填充胶主要是固态填充胶，但现有的固态填充胶发展历程短，相比于液态胶水，目前的固态填充胶功能单一，导热性能差，不能很好的将芯片散发的热量导出外界，以保证芯片的稳定。有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。
技术实现思路
本专利技术的一目的在于：通过提供一种具有导热功能的固态填充胶，解决了现有的固态填充胶不具有导热性能的问题，本专利技术提供的固态填充胶导热性能好，可以将芯片散发的大部分热量导出外界，保证芯片的稳定。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种具有导热功能的固态填充胶，由以下重量份数的原料组成：其中，所述改性石墨烯表面带有含氧基团；所述改性填料包括石墨烯、粒径为0.1～0.5μm的氧化铝和硅微粉；所述改性环氧树脂的表面修饰有纳米结构的核壳橡胶粒子。本专利技术的固态填充胶，添加有改性石墨烯，该改性石墨烯表面引入有含氧基团，同时在制备过程中加入三氯氧磷，三氯氧磷可与改性石墨烯表面的含氧基团发生酯化反应，从而使得该改性石墨烯在体系中以颗粒的形式均匀分散，减少了改性石墨烯的团聚，进而提高了固态填充胶的导热性能；其次，在酯化反应后，改性石墨烯表面覆盖有一层三氯氧磷，从而减小了该改性石墨烯的导电性，进而提高了产品的绝缘性。此外，本专利技术的改性环氧树脂表面修饰有纳米结构的核壳橡胶粒子，此种橡胶粒子可以非常均匀的分散于环氧树脂，有效提高了体系的整体剪切性能和撕裂强度，改性环氧树脂与环氧树脂结合作为主体有效的支撑起了固态填充胶。更进一步的，本专利技术的固态填充胶还添加有改性填料，该填料包含了石墨烯、氧化铝和硅微粉，可以有效的增强固态填充胶的导热能力，而此三种物质均是采用小颗粒物质，在制备的过程中，三种物质可以很好的混合均匀，有效提高了芯片的散热均匀度及可靠性。由此可见，利用本专利技术的固态填充胶有效解决了现有的固态填充胶不具有导热性能的问题。优选的，所述环氧树脂为双酚A二缩水甘油醚树脂、双酚E二缩水甘油醚树脂、脂肪酸甘油酯环氧树脂中的至少一种。优选的，所述固化剂为双氰胺、乙二胺、乙烯基三胺中的至少一种。优选的，所述分散剂为六偏磷酸纳、焦磷酸纳、聚丙烯酸纳、聚乙烯醇、羧甲基纤维素中的至少两种。优选的，所述石墨烯的粒径为200～500nm。粒径小的石墨烯颗粒更加有助于其分散于填料中，与氧化铝和硅微粉可以更好的反应结合形成改性填料。优选的，所述石墨烯、所述氧化铝和所述硅微粉的质量比为(1～2):(4～5):(3～4)。本专利技术的另一目的在于，提供一种具有导热功能的固态填充胶的制备方法，包括以下步骤：S1、将石墨烯、粒径为0.1～0.5μm的氧化铝和硅微粉加入到乙醇溶剂中反应溶解，反应温度为35～45℃，反应时间为3～5h，反应完成后，洗涤，干燥，得改性填料；S2、将石墨烯、乙醇、氢氧化钠和阳离子表面活性剂进行混合，超声分散后，搅拌反应，过滤，洗涤至洗涤液为中性，干燥，得到改性石墨烯；S3、将环氧树脂、改性环氧树脂、三氯氧磷、改性石墨烯、固化剂、分散剂加入反应釜中，反应温度为45～55℃，待反应2～3h后加入由步骤S1中得到的改性填料，继续反应1～2h，反应完成后固化保温1h，得到具有导热功能的固态填充胶。优选的，所述阳离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠中的任意一种。本专利技术的有益效果在于：1)本专利技术提供了一种具有导热功能的固态填充胶，由以下重量份数的原料组成：环氧树脂60～80份；改性环氧树脂20～30份；三氯氧磷8～10份；改性石墨烯12～20份；改性填料30～40份；固化剂4～10份；分散剂3～5份；其中，所述改性石墨烯表面带有含氧基团；所述改性填料包括石墨烯、粒径为0.1～0.5μm的氧化铝和硅微粉；所述改性环氧树脂的表面修饰有纳米结构的核壳橡胶粒子。相比于现有技术，本专利技术的固态填充胶通过改性石墨烯、三氯氧磷、改性环氧树脂、环氧树脂和改性填料等多种物质共同作用，使得该固态填充胶具备了良好的导热性能，解决了现有的固态填充胶不具有导热性能的问题。2)本专利技术添加的改性石墨烯表面引入有含氧基团，同时在制备过程中加入三氯氧磷，三氯氧磷可与改性石墨烯表面的含氧基团发生酯化反应，从而使得该改性石墨烯在体系中以颗粒的形式均匀分散，减少了改性石墨烯的团聚，进而提高了固态填充胶的导热性能；其次，在酯化反应后，该改性石墨烯表面覆盖有一层三氯氧磷，从而减小了改性石墨烯的导电性，进而提高了产品的绝缘性。3)本专利技术添加的改性环氧树脂表面修饰有纳米结构的核壳橡胶粒子，此种橡胶粒子可以非常均匀的分散于环氧树脂，有效提高了体系的整体剪切性能和撕裂强度，改性环氧树脂与环氧树脂结合作为主体有效支撑起了固态填充胶。4)本专利技术采用的改性填料，该填料包含了石墨烯、氧化铝和硅微粉，可以有效增强固态填充胶的导热能力，而此三种物质均是采用小颗粒物质，在制备的过程中，可以很好的混合均匀，进而提高了芯片的散热均匀度及可靠性。具体实施方式为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施方式，对本专利技术及其有益效果作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1一种具有导热功能的固态填充胶，由以下重量份数的原料组成：其中，改性石墨烯表面带有含氧基团；改性填料包括粒径为300nm的石墨烯、粒径为0.2μm的氧化铝和硅微粉，石墨烯、氧化铝和硅微粉的质量比为1:5:4；改性环氧树脂的表面修饰有纳米结构的核壳橡胶粒子。该具有导热功能的固态填充胶的制备方法，包括以下步骤：S1、按照份量数将石墨烯、氧化铝和硅微粉加入到乙醇溶剂中反应溶解，反应温度为35～45℃，反应时间为3～5h，反应完成后，洗涤，干燥，得改性填料；S2、再取另外的石墨烯、乙醇、氢氧化钠和阳离子表面活性剂进行混合，超声分散后，搅拌反应，过滤，洗涤至洗涤液为中性，干燥，得到改性石墨烯，其中，该处的石墨烯与乙醇的质量比可为1:80，阳离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，超声本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有导热功能的固态填充胶，其特征在于，由以下重量份数的原料组成：/n环氧树脂60～80份/n改性环氧树脂20～30份/n三氯氧磷8～10份/n改性石墨烯12～20份/n改性填料30～40份/n固化剂4～10份/n分散剂3～5份，/n其中，所述改性石墨烯表面带有含氧基团；所述改性填料包括石墨烯、粒径为0.1～0.5μm的氧化铝和硅微粉；所述改性环氧树脂的表面修饰有纳米结构的核壳橡胶粒子。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有导热功能的固态填充胶，其特征在于，由以下重量份数的原料组成：
环氧树脂60～80份
改性环氧树脂20～30份
三氯氧磷8～10份
改性石墨烯12～20份
改性填料30～40份
固化剂4～10份
分散剂3～5份，
其中，所述改性石墨烯表面带有含氧基团；所述改性填料包括石墨烯、粒径为0.1～0.5μm的氧化铝和硅微粉；所述改性环氧树脂的表面修饰有纳米结构的核壳橡胶粒子。


2.根据权利要求1所述的具有导热功能的固态填充胶，其特征在于，所述环氧树脂为双酚A二缩水甘油醚树脂、双酚E二缩水甘油醚树脂、脂肪酸甘油酯环氧树脂中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的具有导热功能的固态填充胶，其特征在于，所述固化剂为双氰胺、乙二胺、乙烯基三胺中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的具有导热功能的固态填充胶，其特征在于，所述分散剂为六偏磷酸纳、焦磷酸纳、聚丙烯酸纳、聚乙烯醇、羧甲基纤维素中的至少两种。


5.根据权利要求1所述的具有导热功能的固态填充胶，其特征在于，所述石墨烯的粒径为20...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘准亮，石爱斌，黄伟希，刘伟康，
申请(专利权)人：东莞市新懿电子材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44