高导热聚氨酯柔性电子封胶及其制备方法与IGBT模块与流程

本发明涉及电子封胶，尤其涉及高导热聚氨酯柔性电子封胶及其制备方法与igbt模块。

背景技术：

1、近年来电子工业飞速发展，电子产品种类不断增加、功能日益精进，为满足产品可靠性的要求，防止灰尘入侵及运输过程损伤，需要用功能性密封材料对产品进行电子封装。目前封装类型主要有气密封装和塑料封装两类。金属、陶瓷等气密材料价格昂贵，主要用于航空航天及军事领域；塑料封装则广泛用于电子行业。国内使用的塑料封装材料主要是环氧树脂、硅橡胶类，其用量约占总量的90％。环氧树脂封装材料由于交联密度大导致性能较脆，使用时存在硬度大，易产生裂纹不能修补等缺点；有机硅材料化学性质稳定，可适应较宽的环境条件，但制备过程要求严格，粘接性能差，强度低，透明度低，均难以适应目前柔性显示和可穿戴电子设备等新型电子材料的要求。

2、目前，柔性电子迅速发展，柔性电子材料的发展对电子封装材料的柔韧性提出了新的要求。同时电子器件小型化程度的提高和动力装置的兴起使得在高频、大功率的条件下的运行而迅速增大。众所周知，当电子材料暴露在较高的温度系统中时，由于在一个大的表面积与体积比中集成了许多组件而产生了很大的热负荷，出现功率损耗、寿命缩短和性能不佳的现象。因此，有效地清除积热对于保持设备高效率和确保长寿命是至关重要的。为了满足这一要求，开发了各种高性能热界面材料，将其作为电子封装的一部分，同时在电子设备的各种热管理材料中，热界面材料用来填补芯片与散热器之间的空气间隙，解决接口处的热瓶颈问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是提供高导热聚氨酯柔性电子封胶及其制备方法与应用，该高导热聚氨酯柔性电子封装胶作为电子封装材料使用，相较常规使用的聚氨酯电子密封胶导热能力具有较大提高。

2、本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

3、本发明的第一方面在于提供了一种高导热聚氨酯柔性电子封胶，包括a组分、b组分和c组分，所述a组分为质量比为2:1的聚醚多元醇、聚丙二醇的混合物，所述b组分为聚氨酯预聚体，所述c组分为银核石墨壳粒子，所述a组分、b组分、c组分的质量比为2:1:2。

4、结合第一方面，在一些可选的实施方式中，所述a组分中的聚醚多元醇和聚丙二醇需进行预处理，所述预处理为将聚醚多元醇和聚丙二醇分别在100～120℃下真空脱水1.5～2.5h。

5、结合第一方面，在一些可选的实施方式中，所述聚丙二醇为相对分子质量为400、1000、2000、4000中的至少一种。

6、结合第一方面，在一些可选的实施方式中，所述聚氨酯预聚体主要由质量比为1:2的聚醚多元醇和甲苯二异氰酸酯制成。

7、结合第一方面，在一些可选的实施方式中，所述柔性电子封胶还包括质量百分数为0.3～1％的引发剂和0.5～2％的扩链剂，所述引发剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡中的至少一种，所述扩链剂为三乙烯二胺、1,4－丁二醇、三乙醇胺、乙二醇中的至少一种。

8、本发明的第二方面在于提供了一种高导热聚氨酯柔性电子封胶的制备方法，包括以下步骤：

9、制备a组分，分别称取聚醚多元醇、聚丙二醇，按质量比2:1进行混合，得到a组分；

10、制备b组分，将除水的聚醚多元醇逐滴滴加到甲苯二异氰酸酯中，搅拌升温至70～80℃，保温反应2～2.5h，得到b组分；

11、制备c组分，分别称取硝酸银和氢氧化钠混合加水配制得到混合水溶液，向混合水溶液中滴入石墨悬浮液，同时控制ph＝6～7，滴加完毕后于80～90℃搅拌反应2～2.5h，抽滤，滤饼用去离子水和无水乙醇洗涤并干燥，然后在管式炉中充氮气于550～650℃煅烧2.5～3.5h，得到c组分；

12、混合，将a组分、b组分和c组分按质量比2:1:2混合，加入扩链剂和引发剂搅拌并脱泡，得到柔性电子封胶。

13、结合第二方面，在一些可选的实施方式中，所述制备a组分和制备b组分中，使用的聚醚多元醇、聚丙二醇均需在100～120℃下真空脱水1.5～2.5h。

14、结合第二方面，在一些可选的实施方式中，所述石墨悬浮液的制备如下：将9～12重量份的石墨和0.32～0.38重量份的十二烷基硫酸钠分散在去离子水中，温度80～90℃、功率100～120w分散0.5h，得到石墨悬浮液。

15、本发明的第三方面在于提供了一种igbt模块，所述igbt模块包括聚氨酯封装内层和聚氨酯封装外层，所述聚氨酯封装内层和聚氨酯封装外层均由上述的高导热聚氨酯柔性电子封胶固化形成。

16、结合第三方面，在一些可选的实施方式中，所述固化为在温度35～43℃、湿度45～53％的恒温恒湿箱中干燥固化18～23h。

17、本发明以聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯(tdi)和聚丙二醇(ppg)为原料，通过添加引发剂和扩链剂制备了无色透明、固化快且延展性良好的聚氨酯电子封胶，并通过填充银核石墨核壳颗粒提高其导热性。本发明的高导热聚氨酯柔性电子封胶作为电子封装材料使用，相较常规使用的聚氨酯电子密封胶导热能力具有较大提高，同时若是应用的igbt模块采用双层封装的形式，内层采用分子量较小的聚丙二醇，制得软质聚氨酯凝胶，能对芯片起到良好的保护；外层采用分子量较小的聚丙二醇，制得硬质聚氨酯，能够保证封装的良好形态，同时该igbt模块可采用无外壳封装方式，在降低制造成本的同时提高器件的散热性。

技术特征：

1.高导热聚氨酯柔性电子封胶，其特征在于，包括a组分、b组分和c组分，所述a组分为质量比为2:1的聚醚多元醇、聚丙二醇的混合物，所述b组分为聚氨酯预聚体，所述c组分为银核石墨壳粒子，所述a组分、b组分、c组分的质量比为2:1:2。

2.根据权利要求1所述的高导热聚氨酯柔性电子封胶，其特征在于，所述a组分中的聚醚多元醇和聚丙二醇需进行预处理，所述预处理为将聚醚多元醇和聚丙二醇分别在100～120℃下真空脱水1.5～2.5h。

3.根据权利要求2所述的高导热聚氨酯柔性电子封胶，其特征在于，所述聚丙二醇为相对分子质量为1000、2000、4000、6000中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的高导热聚氨酯柔性电子封胶，其特征在于，所述聚氨酯预聚体主要由质量比为1:2的聚醚多元醇和甲苯二异氰酸酯制成。

5.根据权利要求1所述的高导热聚氨酯柔性电子封胶，其特征在于，所述柔性电子封胶还包括质量百分数为0.3～1％的引发剂和0.5～2％的扩链剂，所述引发剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡中的至少一种，所述扩链剂为三乙烯二胺、1,4－丁二醇、三乙醇胺、乙二醇中的至少一种。

6.高导热聚氨酯柔性电子封胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的高导热聚氨酯柔性电子封胶的制备方法，其特征在于，所述制备a组分和制备b组分中，使用的聚醚多元醇、聚丙二醇均需在100～120℃下真空脱水1.5～2.5h。

8.根据权利要求6所述的高导热聚氨酯柔性电子封胶的制备方法，其特征在于，所述石墨悬浮液的制备如下：将9～12重量份的石墨和0.32～0.38重量份的十二烷基硫酸钠分散在去离子水中，温度80～90℃、功率100～120w分散0.5h，得到石墨悬浮液。

9.igbt模块，其特征在于，所述igbt模块包括聚氨酯封装内层和聚氨酯封装外层，所述聚氨酯封装内层和聚氨酯封装外层均由如权利要求1-5任一项所述的高导热聚氨酯柔性电子封胶固化形成。

10.根据权利要求9所述的igbt模块，其特征在于，所述固化为在温度35～43℃、湿度45～53％的恒温恒湿箱中干燥固化18～23h。

技术总结本发明涉及电子封胶技术领域，尤其涉及高导热聚氨酯柔性电子封胶及其制备方法与IGBT模块，高导热聚氨酯柔性电子封胶包括A组分、B组分和C组分，所述A组分为质量比为2:1的聚醚多元醇、聚丙二醇的混合物，所述B组分为聚氨酯预聚体，所述C组分为银核石墨壳粒子，所述A组分、B组分、C组分的质量比为2:1:2。本发明以聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯(TDI)和聚丙二醇(PPG)为原料，通过添加引发剂和扩链剂制备了无色透明、固化快且延展性良好的聚氨酯电子封装胶，并通过填充银核石墨颗粒提高其导热性。该高导热聚氨酯柔性电子封装胶作为电子封装材料使用，相较常规使用的聚氨酯电子密封胶导热能力具有较大提高。技术研发人员：段金炽,廖光朝受保护的技术使用者：重庆云潼科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/19