一种导热导电铜膏、制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及导热导电材料技术领域，具体涉及一种导热导电铜膏、制备方法及其应用，将铜粉与丙酮在200r/min～1400r/min的转速下搅拌5min～15min后再加入配体混合，超声震荡，使配体与铜粉表面的氧化物发生配合，在铜粉表面形成铜配合物，将得到的铜配合物除去溶剂，真空干燥铜粉，得到改性铜粉，称取环氧树脂、稀释剂和偶联剂，常温下搅拌，得到混合物，向得到的混合物中后分2～5次加入改性铜粉，每次加入后常温下搅拌10min～30min，搅拌时开启真空脱泡模式，获得混合产物，将获得的混合产物真空灌装，得到导热导电铜膏；这种导热导电铜膏，解决了现有的塞孔导电膏表面活性高，暴露在空气中容易被氧化，从而降低催化活性、导电性能降低的问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种导热导电铜膏、制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及导热导电材料
，具体涉及一种导热导电铜膏、制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]随着电子技术的飞速发展，电子产品越来越趋向于高集成化、小型化。一个电子系统的 大部分功能都开始向单芯片集成，发热量也逐渐增大，芯片的电路温度不断上升。因此作为 芯片表面安装载体的多层板的散热压力显著增大。传统FR4基板的热导率约为0.2～0.3W/m
·
K， PTFE/陶瓷基微带板的热导率约为0.6～0.8W/m
·
K，均为热的不良导体。因此连接高功率芯片 的多层板上，需要在金属化通孔中用金属膏塞起来用于散热，使得最终产品的品质更高和更 加可靠。所以塞孔的品质对于芯片散热的效果甚至是产品的通断都起决定性作用。
[0003]塞孔导电膏具有高导电和导热性能、良好可加工性和可焊性、性能稳定等诸多优点，是 制造高散热多层板的关键基础材料之一。通过多层电路板盲孔、通孔中的导电膏互联，芯片 工作时的热量和板内部积累的热量可以通过塞孔导电膏散至结构件，是热的主要传导路径。
[0004]塞孔导电膏的主要成分是导电填料、连接料、溶剂及添加剂。常见的导电填料有银粉、 铜粉、碳粉及它们的合金粉或混合物。连接料主要是树脂基体，常见的有环氧树脂、聚酰亚 胺树脂、丙烯酸树脂等。塞孔导电膏的导电机理常见的是隧道理论和渗流理论。渗流理论也 叫做导电通道理论，指塞孔导电膏的导电的主要原因是导电填料含量增加到一定程度后，会 形成连续的导电通道，从而使其具有导电性。塞孔导电膏的导电性能与其导电填料的含量有 直接关系，导电含量越高导电膏的导电性越好。隧道理论则认为导电膏具有导电性不全是因 接触而形成导电通道，有部分是当导电填料含量达到一定数量后，固化后的塞孔导电膏中导 电填料粒子之间的距离非常近(小于10nm)后，通过热振动电子可以在距离非常近的导电粒 子间传递，从而实现导电。
[0005]目前使用的塞孔导电膏多为纳米级或微米级超细铜粉填充体系。由于超细铜粉比表面积 大、表面活性高，暴露在空气中很容易被氧化，大大降低催化活性或失去良好的导电性能。 所生成的铜氧化物不具有导电性，这样就使得铜的导电能力大大降低。因此，要将铜系金属 粉作为导电介质，必须对其进行表面处理才能获得实用价值。因此，解决超细铜粉的表面氧 化问题已成为超细铜粉制备和应用的关键技术。此外，由于国内基础材料工艺能力尚有不足， 微米及纳米级的铜粉多采用国外产品，技术瓶颈短期内无法突破。
[0006]鉴于上述缺陷，本专利技术创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本专利技术。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于解决现有的塞孔导电膏表面活性高，暴露在空气中容易被氧化，从而 降低催化活性、导电性能降低的问题，提供了一种导热导电铜膏、制备方法及其应
用。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种导热导电铜膏的制备方法，包括以下步骤：
[0009]S1：将铜粉与丙酮在200r/min～1400r/min的转速下搅拌5min～15min后再加入配体混合， 超声震荡，使配体与铜粉表面的氧化物发生配合，在铜粉表面形成铜配合物；
[0010]S2：将步骤S1得到的铜配合物除去溶剂，真空干燥铜粉，得到改性铜粉；
[0011]S3：称取环氧树脂、稀释剂和偶联剂，常温下搅拌，得到混合物；
[0012]S4：向步骤S3中得到的混合物中后分2～5次加入步骤S2中得到的改性铜粉，每次加 入后常温下搅拌10min～30min，搅拌时开启真空脱泡模式，获得混合产物；
[0013]S5：将步骤S4中获得的混合产物真空灌装，得到导热导电铜膏。
[0014]所述步骤S1中配体为1,6
‑
己二胺、1,3丙二胺、苄基二甲胺、2,4,6
‑
三(二甲氨基甲基)苯 酚及其改性物、2
‑
乙基
‑4‑
甲基咪唑、氰乙基
‑2‑
乙基
‑4‑
甲基咪唑、苄基二甲胺的改性物、甲基 咪唑、二氨基二苯砜、2
‑
十一烷基咪唑、2
‑
十七烷基咪唑、2,4
‑
二氨基
‑6‑
(2
‑
十一烷基咪唑
‑1‑ꢀ
乙基)
‑
S
‑
三嗪及其衍生物和盐中其改性物中的一种或者一种以上的混合物。
[0015]所述步骤S1中铜粉为片状铜粉、球状铜粉、树枝状铜粉或者线状铜粉中的一种或者一种 以上的混合物，粒径D50为5μm～30μm。
[0016]所述步骤S3中搅拌转速为200r/min～1500r/min，搅拌时间为10min～50min。
[0017]所述步骤S4中改性铜粉的质量份数为60～120份，环氧树脂的质量份数为100份，稀释 剂的质量份数为10～40份，偶联剂的质量份数为0.5～5份。
[0018]所述稀释剂为双官能团环氧稀释剂，为丁二醇缩水甘油醚、新戊二醇缩水甘油醚、1,6
‑ꢀ
己二醇二缩水甘油醚、二乙二醇缩水甘油醚、1,4
‑
环己烷二醇缩水甘油醚、三羟甲基丙烷缩水 甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚中的一种或几种的混合物。
[0019]所述偶联剂为γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
(2,3
‑
环氧丙氧)丙基三 甲氧基硅烷、γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N
‑
(β
‑
氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、 N
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、N
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ
‑
氨丙基 甲基二甲氧基硅烷、γ
‑
氨丙基甲基二乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或几种的混 合物。
[0020]利用铜粉表面的氧化物比如氧化铜，与胺形成配合物，在环氧固化的时候发生分解生产 纳米铜。由于本专利技术中添加大量的铜粉，所以热分解形成的纳米铜可以在铜粉表面发生烧结， 使铜粉与铜粉之间发生互连，从而大大提高导电性。
[0021]本专利技术还公开了一种采用上述制备方法制得的导热导电铜膏。
[0022]本专利技术还公开了上述导热导电铜膏在多层电路塞孔上的应用。
[0023]与现有技术比较本专利技术的有益效果在于：
[0024]1、本专利技术中制备得到的导电导热铜膏的制备方法中用铜粉作为填料，具有较好的导电性， 同时具有较低的成本，适合大规模使用；
[0025]2、本专利技术是利用铜粉表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导热导电铜膏的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将铜粉与丙酮在200r/min～1400r/min的转速下搅拌5min～15min后再加入配体混合，超声震荡，使配体与铜粉表面的氧化物发生配合，在铜粉表面形成铜配合物；S2：将步骤S1得到的铜配合物除去溶剂，真空干燥铜粉，得到改性铜粉；S3：称取环氧树脂、稀释剂和偶联剂，常温下搅拌，得到混合物；S4：向步骤S3中得到的混合物中后分2～5次加入步骤S2中得到的改性铜粉，每次加入后常温下搅拌10min～30min，搅拌时开启真空脱泡模式，获得混合产物；S5：将步骤S4中获得的混合产物真空灌装，得到导热导电铜膏。2.如权利要求1所述的一种导热导电铜膏的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中配体为1,6
‑
己二胺、1,3丙二胺、苄基二甲胺、2,4,6
‑
三(二甲氨基甲基)苯酚及其改性物、2
‑
乙基
‑4‑
甲基咪唑、氰乙基
‑2‑
乙基
‑4‑
甲基咪唑、苄基二甲胺的改性物、甲基咪唑、二氨基二苯砜、2
‑
十一烷基咪唑、2
‑
十七烷基咪唑、2,4
‑
二氨基
‑6‑
(2
‑
十一烷基咪唑
‑1‑
乙基)
‑
S
‑
三嗪及其衍生物和盐及其改性物中的一种或者一种以上的混合物。3.如权利要求1所述的一种导热导电铜膏的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中铜粉为片状铜粉、球状铜粉、树枝状铜粉或者线状铜粉中的一种或者一种以上的混合物，粒径D50为5μm～30μm。4.如权利要求1所述的一种导热导电铜膏的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中搅拌转速为200r/min～1500r/min，搅拌时间为10min～50min。5.如权利要求1所述的一种导热导电铜膏的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中改性...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹嘉佳，鲍睿，陈放，李苗，李伟，赵丹，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：