一种负热膨胀阻燃材料及其在低热膨胀和阻燃性能的复合材料中的应用制造技术

本发明专利技术属于电子封装用负热膨胀材料技术领域，公开了一种负热膨胀阻燃材料及其在低热膨胀和优异阻燃性能的复合材料中的应用，负热膨胀阻燃材料其化学式为Zn<subgt;1.5</subgt;Cu<subgt;0.5</subgt;P<subgt;2</subgt;O<subgt;7</subgt;，为斜方晶系，空间群为C2/m，可用于降低复合材料热膨胀系数。该新型的负热膨胀材料Zn<subgt;1.5</subgt;Cu<subgt;0.5</subgt;P<subgt;2</subgt;O<subgt;7</subgt;，在室温至190℃的温度区间均具有负热膨胀系数；进一步的，可将其与环氧树脂复合制备低膨胀阻燃型环氧树脂复合材料，尤其可用于第三代功率半导体封装。特定配比得到的环氧树脂基复合材料，热膨胀系数为4.00×10<supgt;‑6</supgt;K<supgt;‑1</supgt;，热膨胀系数与第三代半导体SiC和GaN接近，尤其可用于第三代功率半导体封装。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电子封装用负热膨胀材料，更具体地，涉及一种负热膨胀阻燃材料及其在低热膨胀和优异阻燃性能的复合材料中的应用。

技术介绍

1、随着5g通信、新能源汽车、智能电网、风电、光伏等高新技术的快速发展，传统硅基功率半导体器件难以应对高温、高压、高频、高功率等更为严苛的挑战。与硅基功率半导体相比，第三代功率半导体(如sic)具有：(1)更大的禁带宽度(3.3ev)，大约是si的3倍，因此，更耐高温和高压，相同电压等级下，功率密度更大、效率更高；(2)更大的电子饱和速率(1.9～2.7×107cm/s)，大约是si的2～2.5倍，因此，具有更大的开关速度、更短的响应时间和更低的开关损耗。因此，以sic和gan为代表的第三代功率半导体及其器件受到了世界各国的关注，在近年来得到了飞速的发展。

2、随着芯片纳米制程技术的快速发展，晶体管密度会越来越高，当前功率半导体芯片制程已进入2nm时代，如ibm的2nm gaa芯片晶体管密度高达3.33×108个/mm2。晶体管密度越高，器件功率密度越大，英飞凌报道，其900a、1200v的igbt芯片(芯片面积大本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种负热膨胀阻燃材料，其特征在于，其化学式为Zn1.5Cu0.5P2O7，为斜方晶系，空间群为C2/m。

2.如权利要求1所述负热膨胀阻燃材料的制备方法，其特征在于，是先按化学式Zn1.5Cu0.5P2O7中Zu、Cu和P元素的名义化学计量比准备NH4H2PO4粉末、ZnO粉末和CuO粉末；将这些粉末研磨混合均匀得到均匀混合物，然后加热进行固相反应得到Zn1.5Cu0.5P2O7粗样品；接着，将得到的Zn1.5Cu0.5P2O7粗样品破碎、研磨，并再次加热进行固相反应，如此进行至少2次固相反应从而得到Zn1.5Cu0.5P2O7产物。

3.如权利要求2所述制备...

【技术特征摘要】

1.一种负热膨胀阻燃材料，其特征在于，其化学式为zn1.5cu0.5p2o7，为斜方晶系，空间群为c2/m。

2.如权利要求1所述负热膨胀阻燃材料的制备方法，其特征在于，是先按化学式zn1.5cu0.5p2o7中zu、cu和p元素的名义化学计量比准备nh4h2po4粉末、zno粉末和cuo粉末；将这些粉末研磨混合均匀得到均匀混合物，然后加热进行固相反应得到zn1.5cu0.5p2o7粗样品；接着，将得到的zn1.5cu0.5p2o7粗样品破碎、研磨，并再次加热进行固相反应，如此进行至少2次固相反应从而得到zn1.5cu0.5p2o7产物。

3.如权利要求2所述制备方法，其特征在于，nh4h2po4粉末、zno粉末和cuo粉末的纯度均不低于99.9％；

4.如权利要求2所述制备方法，其特征在于，每次固相反应的600-900℃的温度下加热处理6-24h。

5.如权利要求1所述负热膨胀阻燃材料降...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗裕波，杨君友，李优，马文远，熊天顺，刚双福，葛朗，李鑫，姜庆辉，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：