一种低介电高导热界面膜及其制备方法技术

本申请涉及导热材料技术领域，更具体地说，涉及一种低介电高导热界面膜及其制备方法，该低介电高导热界面膜按照重量份包括以下原料制成：有机聚合物、氮化硼粉、二氧化硅、粘结剂、增强剂、分散剂、聚乙烯蜡和乙醇；本申请通过混合上述原料，经过涂布、热压成型及模切制得低介电高导热界面膜，使得制备的低介电高导热界面膜密度高，且具有较好的导热性能、曲扰性和耐折性以及较低的介电常数。扰性和耐折性以及较低的介电常数。

【技术实现步骤摘要】
一种低介电高导热界面膜及其制备方法


[0001]本申请涉及导热材料
，更具体地说，涉及一种低介电高导热界面膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]导热界面材料是一种普遍用于IC封装和电子散热的材料，主要用于填充两种材料接合或接触时产生的微空隙，因为材料表面会具有凹凸不平的孔洞，使得两种材料接触面积减少，散热效果减少，将导热界面材料填充于两种材料之间，可减少传热接触热阻，提高器件散热性能。随着科学技术的发展，人们对导热界面材料的性能要求越来越高，不仅仅需要其具有导热性能，还需要其具有较低的介电常数，以便于导热界面材料能更好用于通讯设备、半导体、芯片以及储能电容器等领域。
[0003]热界面材料通常是由导热填料氮化硼、粘结剂和共聚物制得其制备的过程主要通过以下两种方式：一、通过将上述材料做成一种功能性涂料，再将涂料涂覆于器件表面，但是，通过该方法制得的导热界面材料的导热性能差；二、通过改变氮化硼的结构方式制备导热界面材料，如利用冰膜板法制备三维氮化硼网络，其中BN片为有序排列，再将Epoxy灌注入到三维网络中形成复合材料，形成膜。但是通过该方法制备的导热界面膜厚度较厚，导热界面膜厚密度小，进一步导致导热性能差，故需要改进

技术实现思路

[0004]为了优化导热界面材料导热性能和低介电性能的问题，本申请提供一种低介电高导热界面膜及其制备方法。
[0005]第一方面，本申请提供一种低介电高导热界面膜，采用如下的技术方案：一种低介电高导热界面膜，包括基材和散热层，该散热层按照重量份包括以下原料制成：有机聚合物10～20份氮化硼粉90～100份二氧化硅5～10份粘结剂0.1～0.3份增强剂2～8份分散剂2～4份聚乙烯蜡50～100份质量分数为70～75％的乙醇溶液100～200份。
[0006]通过采用上述技术方案，制得的低介电高导热界面膜密度高，厚度薄，具有较好的导热性能以及较低的低介电常数。有机聚合物和氮化硼粉按照上述比例混合使用，使得低介电高导热界面膜具有较高的导热性能和较低的介电常数，氮化硼的作为主要的导热填料且介电常数低，起到导热作用，同时氮化硼的质地较硬，而有机聚合物的韧性好，两者混合使用制备低介电高导热界面膜，可使低介电高导热界面膜具有良好的曲扰性，低介电高导
热界面膜的弯折次数可达500次以上。
[0007]氮化硼粉作为一种二维材料可在有机聚合物中形成良好的取向，而粘结剂促进氮化硼粉在有机聚合物中形成良好的取向，取向好的低介电高导热界面膜具有较高密度和厚度薄，从而使其导热性能更加优异，增强剂的流动性强、分散性好以及导热性能好，能够均匀地分散于整个体系中，进一步提高低介电高导热界面膜的导热性能以及降低介电常数。
[0008]二氧化硅起到补强和导热的作用，可进一步提高低介电高导热界面膜的强度、韧度和导热性能，使得低介电高导热界面膜不易变形和折断，聚乙烯蜡可增强各个原料之间的粘结度，使低介电高导热界面膜的结构更加稳定，可长时间使用且保持良好的导热性能和较低的介电常数，乙醇提高整个体系的流动性，使整个体系能混合均匀，且乙醇容易挥发，便于快速干燥低介电高导热界面膜。
[0009]优选的，所述有机聚合物与所述氮化硼粉的重量比为(15～18)：(95～100)。
[0010]通过采用上述技术方案，进一步优化有机聚合物和氮化硼的配比，使得氮化硼粉在有机聚合物中形成良好的取向，具有更高的导热性能。
[0011]优选的，所述增强剂为改性增强剂，所述改性增强剂由以下重量份的组分制得：立方氮化硼5～10份氮化铝1～3份硬脂酸锌10～15份聚乙二醇3～5份质量分数为60～65％的乙醇溶液10～15份。
[0012]通过采用上述技术方案，使得加入改性增强剂的低介电高导热界面膜具有较好的导热性能和较低的介电常数。立方氮化硼和氮化铝的介电常数低、导热性能好，立方氮化硼和氮化铝共用进一步增强改性增强剂的导热性能，从而提高低介电高导热界面膜的导热性能以及降低其介电常数，硬脂酸锌使得立方氮化硼和氮化铝能够均匀分散与体系中，聚乙二醇使得立方氮化硼颗粒与氮化铝颗粒之间相互连接，进一步提高改性增强剂的性能，使得加入改性增强剂的低介电高导热界面膜具有较好的导热性能和较低的介电常数。
[0013]优选的，所述增强剂为改性增强剂，所述改性增强剂用以下方法制备而得：按照重量份称取立方氮化硼5～10份，在2800～2900℃的条件下，加热30～60min,加热完毕后，10～12h内，冷却至20～30℃，浸泡于质量分数为60～65％乙醇溶液中，乙醇溶液的重量份为10～15份，再进行超声粉碎，得到细晶型氮化硼粉悬浊液；按照重量份称取氮化铝50～100份和硬脂酸锌10～15份，混合均匀，浸泡于质量分数为60～65％乙醇溶液中，乙醇溶液的重量份为30～40份，超声粉碎，再加入聚乙二醇3～5重量份，混合均匀，得到混合粉悬浊液；将细晶型氮化硼粉悬浊液加入至混合粉悬浊液中，超声混合10～15min，过滤，干燥，制得改性增强剂。
[0014]通过采用上述技术方案，通过采用上述技术方案，制得的改性增强剂具有良好的增强低介电高导热界面膜的导热性能和降低介电常数，在高温2800～2900℃的条件下煅烧立方氮化硼后，快速降温，使得立方氮化硼的晶型发生变化，表面具有较多孔隙。更易于吸附氮化铝，进而改善改性增强剂的分散性能、导热性能和流动性能，便于改性增强剂均匀分散于整个体系中，使得加入改性增强剂的低介电高导热界面膜具有优良的导热性能和较低
的介电常数，乙醇提供一个液体环境，便于超声粉碎固体；硬脂酸锌与氮化铝混合，可进一步提高氮化铝的流动性，便于与细晶型氮化硼均匀混合，聚乙二醇具有黏稠性，可增加细晶型氮化硼与氮化铝连接稳定性。
[0015]优选的，所述二氧化硅为改性二氧化硅，所述改性二氧化硅由以下重量份的取料制得：气相二氧化硅5～10份石墨烯粉1～5份质量分数为10～15％的盐酸溶液5～10份。
[0016]通过采用上述技术方案，通过采用上述技术方案，加入改性二氧化硅的低介电高导热界面膜具有较好的强度，使得低介电高导热界面膜不易折断或变形，同时可进一步提高低介电高导热界面膜的导热性能，气相二氧化硅将石墨烯粉吸附其表面，提高石墨烯粉的含量，从而提高加入改性二氧化硅制备的低介电高导热界面膜的导热性能，盐酸与气相二氧化硅发生反应，使得气相二氧化硅的吸附能力增加，气相二氧化硅的粒径为10～15nm，石墨烯粉的粒径为3～8nm，气相二氧化硅的表面更容易吸附石墨烯粉。
[0017]优选的，所述改性二氧化硅用以下方法制备而得：A)按照重量份称取气相二氧化硅5～10份浸泡于质量分数为10～15％重量份为5～10份的盐酸溶液中，搅拌均匀，浸泡1～2h，过滤，干燥，制得酸性气相二氧化硅；B)将步骤A)中制备的酸性二氧化硅分2～3批次加入重量份为1～份的石墨烯粉中，搅拌均匀。
[0018]通过采用上述技术方案，使得气相二氧化硅的表面能均匀吸附石墨烯粉末，石墨烯粉末能够将气相二氧化硅包裹，使得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低介电高导热界面膜，包括基材和散热层，其特征在于：该散热层按照重量份包括以下原料制成：有机聚合物10~20份氮化硼粉90~100份二氧化硅5~10份粘结剂0.1~0.3份增强剂2~8份分散剂2~4份聚乙烯蜡50~100份质量分数为70~75%的乙醇溶液100~200份。2.根据权利要求1所述的一种低介电高导热界面膜，其特征在于：所述有机聚合物与所述氮化硼粉的重量比为（15~18）：(95~100)。3.根据权利要求1所述的一种低介电高导热界面膜，其特征在于：所述增强剂为改性增强剂，所述改性增强剂由以下重量份的组分制得：立方氮化硼5~10份氮化铝1~3份硬脂酸锌10~15份聚乙二醇3~5份质量分数为60~65%的乙醇溶液10~15份。4.根据权利要求3所述的一种低介电高导热界面膜，其特征在于：所述增强剂为改性增强剂，所述改性增强剂用以下方法制备而得：按照重量份称取立方氮化硼5~10份，在2800~2900℃的条件下，加热30~60min,加热完毕后，10~12h内，冷却至20~30℃，浸泡于质量分数为60~65%乙醇溶液中，乙醇溶液的重量份为10~15份，再进行超声粉碎，得到细晶型氮化硼粉悬浊液；按照重量份称取氮化铝50~100份和硬脂酸锌10~15份，混合均匀，浸泡于质量分数为60~65%乙醇溶液中，乙醇溶液的重量份为30~40份，超声粉碎，再加入聚乙二醇3~5重量份，混合均匀，得到混合粉悬浊液；将细晶型氮化硼粉悬浊液加入至混合粉悬浊液中，超声混合10~15min，过滤，干燥，制得改性增强剂。5.根据权利要求1所述的一种低介电高导热界面膜，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：任泽明，任泽永，杨应彬，廖骁飞，王号，吴攀，张松，李宏高，潘锋芳，
申请(专利权)人：广东思泉新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：