一种无硅导热垫片及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无硅导热垫片及其制备方法，包括如下质量百分含量的组分：热塑性弹性体3～15％；碳氢油0.5～5％；导热粉体80～97％；助剂0.1～2％。本发明专利技术以热塑性弹性体为基体树脂，并选用碳氢油作为增塑剂，通过碳氢油增加基体树脂与粉体物料之间的相容性，并调节垫片的硬度，使所制备的无硅导热垫片具有渗油率低，挥发率低，硬度小，压缩应力和残余应力低的优点，能保护敏感器件不受损伤，能够应用于对硅敏感器件领域。于对硅敏感器件领域。

【技术实现步骤摘要】
一种无硅导热垫片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及热界面材料
，特别是涉及一种可用于芯片封装、便携电子、5G通信、新能源汽车等有散热需求领域的无硅导热垫片及其制备方法。

技术介绍

[0002]芯片、5G通信基站、新能源汽车电芯等都是高发热部件，热量能否快速导出决定了设备的工作性能和可靠性。由于元件的表面粗糙，造成热源和散热器件之间的界面是有限的点接触，散热面积极小，而空气又是热的不良导体，因此需要热界面材料来增加接触面积，形成更多良好的导热通路，以提高散热效率。
[0003]导热垫片是热界面材料中使用较广泛的一个材料类型，目前市面上绝大多数的导热垫片均为有机硅基材。在有机硅基材导热垫片中，由于小分子硅氧烷D3～D10的存在，始终是个困扰终端客户的问题。D3～D10是非反应型的环状硅氧烷混合物，有一定的挥发性。不论硅胶是否硫化，其都会从本体材料中持续迁移。有机硅基材导热垫片应用到电子产品后，其中的小分子硅氧烷可能会扩散到电子元器件表面，导致器件的触点导电失效。除此之外，有机硅主链在发生断裂降解后会生成二氧化硅，其对电子元器件也会造成电气失效和磨损。
[0004]目前，业界已经开发出的非有机硅基材的导热垫片，大多是丙烯酸树脂体系，如中国专利CN 111394068 A、CN 105860395 B和CN 105860395 B公开的无硅导热垫片。但这种丙烯酸树脂体系的导热垫片不适用于压力敏感的元器件，会造成敏感器件损伤。

技术实现思路

[0005]本专利技术通过提供一种无硅导热垫片及其制备方法，解决了现有技术中非有机硅基材的导热垫片不适用于敏感器件的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种无硅导热垫片，包括如下质量百分含量的组分：
[0007]热塑性弹性体3～15％；
[0008]碳氢油0.5～5％；
[0009]导热粉体80～97％；
[0010]助剂0.1～2％。
[0011]在本专利技术一个较佳实施例中，所述热塑性弹性体包括丁二烯
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苯乙烯共聚物、乙烯
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苯乙烯共聚物、丁二烯
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苯乙烯
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乙烯三元共聚物、聚异丁烯、聚丁二烯、氢化聚丁二烯或乙烯
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丙烯
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苯乙烯三元共聚物中的至少一种。
[0012]在本专利技术一个较佳实施例中，所述碳氢油包括液态聚阿尔法烯烃、液态聚酯、液态聚醚或液态聚异丁烯中的至少一种。
[0013]在本专利技术一个较佳实施例中，所述导热粉体包括氧化铝、氧化锌、氮化铝或氮化硼中的至少一种。
[0014]在本专利技术一个较佳实施例中，所述助剂包括抗氧剂和色粉。
[0015]为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种无硅导热垫片的制备方法，包括如下步骤：
[0016](1)将热塑性弹性体、碳氢油和助剂按配方量称好并投入搅拌器中，在搅拌状态下，加热使热塑性弹性体熔化，减压蒸馏脱去小分子物质；
[0017](2)称取配方量的导热粉体加入步骤(1)中减压蒸馏后的混合物料中，并搅拌混合均匀；
[0018](3)将步骤(2)中得到的混合物在压延机上加热压延成所需厚度的片材，冷却后得到所述无硅导热垫片。
[0019]在本专利技术一个较佳实施例中，所述步骤(1)中，所述加热的温度为150～180℃。
[0020]在本专利技术一个较佳实施例中，所述步骤(3)中，所述压延的温度为120～160℃。
[0021]本专利技术的有益效果是：本专利技术一种无硅导热垫片及其制备方法，以热塑性弹性体为基体树脂，并选用碳氢油作为增塑剂，通过碳氢油增加基体树脂与粉体物料之间的相容性，并调节垫片的硬度，使所制备的无硅导热垫片具有渗油率低，挥发率低，硬度小，压缩应力和残余应力低的优点，不损伤敏感器件，能够应用于对硅敏感器件领域。
具体实施方式
[0022]下面对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0023]本专利技术实施例包括：
[0024]本专利技术以热塑性弹性体为基体树脂，并选用碳氢油作为增塑剂，以增加基体树脂与粉体物料之间的相容性，并调节垫片的硬度，使所制备的无硅导热垫片既不存在小分子物质迁移的问题，也不损伤敏感器件，进一步提高了无硅导热垫片的性能，并拓宽其应用范围。
[0025]本专利技术公开了一种无硅导热垫片，包括如下质量百分含量的组分：
[0026]热塑性弹性体3～15％，所述热塑性弹性体包括丁二烯
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苯乙烯共聚物、乙烯
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苯乙烯共聚物、丁二烯
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苯乙烯
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乙烯三元共聚物、聚异丁烯、聚丁二烯、氢化聚丁二烯或乙烯
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丙烯
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苯乙烯三元共聚物中的至少一种。选用热塑性弹性体作为树脂基体，一方面不存在有机硅小分子，适用于对硅敏感的电子器件的应用场景；另一方面，以热塑性弹性体为基体制备的导热垫片硬度低，压缩应力和残余应力比较低，在保证界面良好接触的前提下，能有效减小对精密电子元器件的冲击。
[0027]碳氢油0.5～5％，所述碳氢油用作增塑剂，能够调节导热垫片的硬度，还能够提高树脂基体与粉体物料，如导热粉体、色粉等之间的相容性，从而提高导热垫片的整体性能。
[0028]具体地，所述碳氢油包括液态聚阿尔法烯烃、液态聚酯、液态聚醚或液态聚异丁烯中的至少一种。
[0029]导热粉体80～97％，所述导热粉体包括氧化铝、氧化锌、氮化铝或氮化硼中的至少一种，能够有效提高导热垫片的导热系数。
[0030]助剂0.1～2％，所述助剂包括抗氧剂和色粉，所述抗氧剂和色粉的质量比为1:1到2:1。
[0031]上述无硅导热垫片的制备方法为：
[0032](1)将热塑性弹性体、碳氢油和助剂按配方量称好并投入搅拌器中，在搅拌状态下，加热至150～180℃，使热塑性弹性体熔化，抽真空，减压蒸馏脱去混合物中的小分子物质；
[0033]通过减压蒸馏去除热塑性弹性体和碳氢油中残存的低分子量物质和沸点比较低的物质，能够减少后期垫片的热失重，降低其挥发性及渗油率，从而增加垫片的热稳定性，提高长期使用的可靠性；
[0034](2)称取配方量的导热粉体加入步骤(1)中减压蒸馏后的混合物料中，并搅拌混合均匀；
[0035](3)将步骤(2)中得到的混合物在压延机上在120～160℃压延成所需厚度的片材，冷却后得到所述无硅导热垫片。
[0036]实施例1
[0037]按照物料总量为100kg计算，称取乙烯
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丙烯
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苯乙烯三元共聚物3.3kg、液态聚阿尔法烯烃1.5kg、抗氧剂10100.1kg和色粉(如炭黑)0.1kg投入加热温度为150～180℃的双行星搅拌锅中搅拌混合均匀，并在搅拌状态下，抽真空，减压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无硅导热垫片，其特征在于，包括如下质量百分含量的组分：热塑性弹性体3～15％；碳氢油0.5～5％；导热粉体80～97％；助剂0.1～2％。2.根据权利要求1所述的一种无硅导热垫片，其特征在于，所述热塑性弹性体包括丁烯
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苯乙烯共聚物、乙烯
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苯乙烯共聚物、丁烯
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苯乙烯
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乙烯三元共聚物、聚异丁烯、聚丁二烯、氢化聚丁二烯或乙烯
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丙烯
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苯乙烯三元共聚物中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种无硅导热垫片，其特征在于，所述碳氢油包括液态聚阿尔法烯烃、液态聚酯、液态聚醚或液态聚异丁烯中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种无硅导热垫片，其特征在于，所述导热粉体包括氧化铝、氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾域，李冬，韩冰，李兆强，
申请(专利权)人：苏州泰吉诺新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：