环氧树脂组合物胶液及其制备方法、粘结膜和应用技术

本发明专利技术涉及一种环氧树脂组合物胶液及其制备方法、粘结膜和应用。该环氧树脂组合物胶液包括环氧树脂组合物和溶剂，环氧树脂组合物包括导热粉体、环氧树脂及固化剂，导热粉体在环氧树脂组合物中的质量分数≥90％；导热粉体包括氧化铝、氮化硼、氮化铝及导热系数≥500W/m

【技术实现步骤摘要】
环氧树脂组合物胶液及其制备方法、粘结膜和应用


[0001]本专利技术涉及高分子复合材料
，特别是涉及一种环氧树脂组合物胶液及其制备方法、粘结膜和应用。

技术介绍

[0002]近年来，随着新能源汽车自动化程度越来越高，对电子器件的集成效果和功率要求越来越高。尤其是汽车控制器中的功率模块上的封装芯片，封装芯片的稳定可靠性至关重要。当芯片产生的热量未能被及时传导出去时，元器件会因长期热量积聚而失效。
[0003]传统技术中，通常采用直接覆铜陶瓷基板(DBC)材料或者活性金属钎焊覆铜陶瓷基板(AMB)材料与散热热沉方式结合使芯片散热，但是这种DBC材料和AMB材料中，由于陶瓷基板与金属板封装是通过一定厚度锡膏层连接，存在焊接空隙及多层界面情况，增加了界面热阻；长期使用会存在锡膏开裂风险，导致热阻逐步提升。为了优化以上方案，通过对传统技术进行改进，利用含导热粉体的树脂组合物配制的胶液制成具有良好流动度的粘结膜，在特定功率条件下，直接使用或者制备相应的高导热金属基板，代替陶瓷基板，并且可以与金属板实现自封装，从而减少焊接层，减小了封装厚度，进而缩短散热路径，有利于提升散热效果。
[0004]提升粘结膜导热能力的方法，往往通过提高树脂组合物中导热粉体的含量来实现。但是，随着导热粉体在树脂组合物中质量分数的提高，导热粉体在树脂组合物胶液中的黏度会急剧增加，分散效果不佳，使该树脂组合物胶液制成的粘结膜流动度差，从而导致粘结膜存在压合空洞，导致剥离强度低、电绝缘性能差等问题。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述问题，提供一种环氧树脂组合物胶液及其制备方法、粘结膜和应用；实现了保证导热粉体在环氧树脂组合物中高质量分数的同时，提高导热粉体在环氧树脂组合物胶液中的分散性，进而使其制成的粘结膜导热系数高，流动度、剥离强度和电绝缘性优异。
[0006]一种环氧树脂组合物胶液包括环氧树脂组合物和溶剂，所述环氧树脂组合物包括导热粉体、环氧树脂以及固化剂，所述导热粉体在所述环氧树脂组合物中的质量分数大于或等于90％；
[0007]所述导热粉体包括氧化铝、氮化硼、氮化铝以及导热系数大于或等于500W/m
·
K的纳米导热粉，所述纳米导热粉、所述氮化硼、所述氮化铝与所述氧化铝的质量比为(0.5
‑
2):(5
‑
20):(550
‑
750):(400
‑
600)；
[0008]所述环氧树脂包括40wt％
‑
65wt％的第一环氧树脂和35wt％
‑
60wt％的第二环氧树脂，其中，所述第一环氧树脂选自在25℃非溶剂型状态下粘度小于或等于5000cps的环氧树脂，所述第二环氧树脂包括结晶型环氧树脂和联苯型环氧树脂，且所述结晶型环氧树脂
的结构式为
[0009]在其中一个实施例中，所述纳米导热粉的D
50
为8nm
‑
200nm；
[0010]及/或，所述氧化铝的D
50
为0.1μm
‑
40μm；
[0011]及/或，所述氮化硼的D
50
为20μm
‑
65μm；
[0012]及/或，所述氮化铝的D
50
为30μm
‑
80μm。
[0013]在其中一个实施例中，所述纳米导热粉选自纳米金刚石；
[0014]及/或，所述氧化铝选自单晶氧化铝，所述单晶氧化铝的α相大于或等于98％；
[0015]及/或，所述氮化硼选自球形氮化硼；
[0016]及/或，所述氮化铝选自球形氮化铝，且所述球形氮化铝经过硅烷偶联剂处理，其中，所述硅烷偶联剂至少包括非极性硅烷偶联剂和含环氧基团的硅烷偶联剂，所述非极性硅烷偶联剂中烷基的碳原子数选自1
‑
12。
[0017]在其中一个实施例中，所述球形氮化铝的破碎率小于1％。
[0018]在其中一个实施例中，所述在25℃非溶剂型状态下的粘度小于或等于5000cps的环氧树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、丙烯酸改性环氧树脂中的至少一种。
[0019]在其中一个实施例中，所述结晶型环氧树脂与所述联苯型环氧树脂的质量比为0.25:1
‑
1:1。
[0020]在其中一个实施例中，所述固化剂中至少包括联苯型酚醛树脂，所述联苯型酚醛树脂在所述固化剂中的质量分数大于50％。
[0021]一种如上所述的环氧树脂组合物胶液的制备方法，包括如下步骤：
[0022]将粒径小于或等于1μm的导热粉体、部分第一环氧树脂与部分溶剂混合进行一次球磨，得到细粉料母液；
[0023]将剩余第一环氧树脂、第二环氧树脂、固化剂与剩余溶剂混合，得到混合胶料；以及
[0024]将粒径大于1μm且小于20μm的导热粉体、所述细粉料母液与所述混合胶料混合进行二次球磨后，再与粒径大于或等于20μm的导热粉体混合，得到环氧树脂组合物胶液。
[0025]在其中一个实施例中，在所述环氧树脂组合物胶液中，所述部分第一环氧树脂的用量占所述环氧树脂组合物胶液中第一环氧树脂总质量的10％
‑
20％。
[0026]一种由如上所述的环氧树脂组合物胶液制备得到的粘结膜。
[0027]一种如上所述的粘结膜用于制备散热金属基板。
[0028]本专利技术的环氧树脂组合物中，通过将氮化硼、氮化铝、氧化铝以及导热系数大于或等于500W/m
·
K的纳米导热粉进行定量组合，并与特定黏度、结构类型选择的第一环氧树脂、第二环氧树脂复配产生、特定组合物混料方式的协同作用，使环氧树脂组合物在含有高达90％以上的导热粉体同时仍具有良好的分散效果，并且环氧树脂组合物具有优异的导热效果、剥离强度及电绝缘性。
[0029]进而，采用该环氧树脂组合物胶液制备得到的粘结膜中，通过有机物结构的搭配，使固化后的有机物具有良好的结构规整性，从而建立了良好的热传导有机通道，并与特定
种类和粒径的高导热粉体协同增效，使粘结膜的导热系数≥8.0W/m
·
K，同时流动度≥15％，1oz标准厚度下的剥离强度大于10.5N/cm，并且具有良好的电绝缘性。从而将该粘结膜用于制备散热金属基板时，能够使散热金属基板具有良好的散热效果、剥离强度和电绝缘性，进而可以满足较高的实际应用需求。
具体实施方式
[0030]为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更详细的描述。但是，应当理解，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式或实施例。相反地，提供这些实施方式或实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0031]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环氧树脂组合物胶液，其特征在于，包括环氧树脂组合物和溶剂，所述环氧树脂组合物包括导热粉体、环氧树脂以及固化剂，所述导热粉体在所述环氧树脂组合物中的质量分数大于或等于90％；所述导热粉体包括氧化铝、氮化硼、氮化铝以及导热系数大于或等于500W/m
·
K的纳米导热粉，所述纳米导热粉、所述氮化硼、所述氮化铝与所述氧化铝的质量比为(0.5
‑
2):(5
‑
20):(550
‑
750):(400
‑
600)；所述环氧树脂包括40wt％
‑
65wt％的第一环氧树脂和35wt％
‑
60wt％的第二环氧树脂，其中，所述第一环氧树脂选自在25℃非溶剂型状态下的粘度小于或等于5000cps的环氧树脂，所述第二环氧树脂包括结晶型环氧树脂和联苯型环氧树脂，且所述结晶型环氧树脂的结构式为2.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物胶液，其特征在于，所述纳米导热粉的D
50
为8nm
‑
200nm；及/或，所述氧化铝的D
50
为0.1μm
‑
40μm；及/或，所述氮化硼的D
50
为20μm
‑
65μm；及/或，所述氮化铝的D
50
为30μm
‑
80μm。3.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物胶液，其特征在于，所述纳米导热粉选自纳米金刚石；及/或，所述氧化铝选自单晶氧化铝，所述单晶氧化铝的α相大于或等于98％；及/或，所述氮化硼选自球形氮化硼；及/或，所述氮化铝选自球形...

【专利技术属性】
技术研发人员：应雄锋，吕迅凯，刘天留，任英杰，沈宗华，
申请(专利权)人：杭州华正新材料有限公司珠海华正新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：