一种高导热导电胶及其制备方法与流程

本发明涉及电子材料领域，尤其涉及一种高导热导电胶及其制备方法。

背景技术：

1、近年来随着芯片设计、散热设计等技术的不断发展，导电胶作为一种新型电子环保材料，正逐步取代锡铅焊料而广泛应用于led封装、ic芯片封装及pcb等各种领域。目前广泛使用的均为填充型导电胶，填充型导电胶是指以树脂为基体，依靠添加导电性填料使胶液具有导电作用的导电胶。其中银粉由于其高导电性和传导性，仍为导电胶的主要填料。传统导电胶目前只能应用在功率密度较低的封装系统中，而不能满足对大功率密度封装系统散热的需求。

2、因此，有必要设计一种高导热导电胶及其制备方法，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有导热系数高、强度高、导电性好，而且粘度和触变性适合于芯片封装工艺的高导热导电胶。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种高导热导电胶，其包括以下重量百分比的各组分：高分子树脂10～20％、银粉60～70％、氧化锌1～10％、固化剂1～3％、分散剂0.1～1％、偶联剂0.1～1％、稀释剂10～20％，所述高导热导电胶的热导率＞2.0w/m·k。

3、作为本发明进一步改进的技术方案，所述氧化锌为类球体氧化锌、短棒状氧化锌、六角片状氧化锌、球体氧化锌、花瓣状氧化锌或不规则状氧化锌中的一种或多种，所述氧化锌的粒径为100～500nm。

4、作为本发明进一步改进的技术方案，所述高分子树脂为环氧树脂、酚醛环氧树脂、双酚a环氧树脂中的一种或多种混合，所述固化剂为咪唑类固化剂。

5、作为本发明进一步改进的技术方案，所述分散剂为高分子超分散剂或聚磷酸盐分散剂，所述聚磷酸盐分散剂为聚乙烯醇或akn-2350，所述聚磷酸盐分散剂为焦磷酸钠或六偏磷酸钠。

6、作为本发明进一步改进的技术方案，所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种混合。

7、作为本发明进一步改进的技术方案，所述稀释剂为松油醇、二乙二醇缩水甘油醚、尼龙酸二甲酯中的一种或多种混合。

8、作为本发明进一步改进的技术方案，所述银粉为片状银粉，其粒径为10～15μm。

9、本发明的目的还在于提供一种制备上述高导热导电胶的制备方法。

10、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种高导热导电胶的制备方法，其包括如下步骤：

11、步骤一：将以下重量百分比的各组分进行混合分散：10～20％的高分子树脂、60～70％的银粉、1～10％的氧化锌、1～3％的固化剂、0.1～1％的分散剂、0.1～1％的偶联剂、10～20％的稀释剂，得到预混初浆；其中，高分子树脂与固化剂的重量比为(5～20):1，高分子树脂与偶联剂剂的重量比为(10～30):1；

12、步骤二：将步骤一得到的预混初浆通过三辊研磨机研磨分散，直至导电胶颗粒细度不超过5μm，导电胶颗粒细度优选为3～5μm；

13、步骤三：将步骤二获得的导电胶进行真空脱泡处理。

14、作为本发明进一步改进的技术方案，步骤一中，将各组分置于研钵中进行研磨，研磨时间为10～30分钟。

15、由以上技术方案可知，本发明具有至少以下技术效果：

16、1、本发明在酚醛环氧树脂胶黏剂中添加大粒径片状银粉和氧化锌，氧化锌颗粒填充于银粉之间的狭小间隙中，一方面不影响银粉颗粒之间的接触，另一方面使得银粉之间的孔隙率大大下降，制得的导电胶具有优异的导电性能、导热性能及耐热性能，另外氧化锌与酚醛环氧树脂配合使用大大提高了导电胶的抗剪切性能；在保证较高的导电率的情况下，本发明的高导热导电胶的热导率可达4.0w/m·k，粘接达强度22.5mpa，且具有很好的附着力及硬度；

17、2、本发明制备工艺所采用的原料，除银外均为价格低廉的化合物，大大降低了导电胶的制备成本；工艺简单，反应条件温和，不仅易于操作，而且重复性好，便于大规模生产应用。

技术特征：

1.一种高导热导电胶，其特征在于，包括以下重量百分比的各组分：高分子树脂10～20％、银粉60～70％、氧化锌1～10％、固化剂1～3％、分散剂0.1～1％、偶联剂0.1～1％、稀释剂10～20％，所述高导热导电胶的热导率＞2.0w/m·k。

2.如权利要求1所述的高导热导电胶，其特征在于：所述氧化锌为类球体氧化锌、短棒状氧化锌、六角片状氧化锌、球体氧化锌、花瓣状氧化锌或不规则状氧化锌中的一种或多种，所述氧化锌的粒径为100～500nm。

3.如权利要求1所述的高导热导电胶，其特征在于：所述高分子树脂为环氧树脂、酚醛环氧树脂、双酚a环氧树脂中的一种或多种混合，所述固化剂为咪唑类固化剂。

4.如权利要求1所述的高导热导电胶，其特征在于：所述分散剂为高分子超分散剂或聚磷酸盐分散剂，所述高分子超分散剂为聚乙烯醇或akn-2350，所述聚磷酸盐分散剂为焦磷酸钠或六偏磷酸钠。

5.如权利要求1所述的高导热导电胶，其特征在于：所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种混合。

6.如权利要求1所述的高导热导电胶，其特征在于：所述稀释剂为松油醇、二乙二醇缩水甘油醚、尼龙酸二甲酯中的一种或多种混合。

7.如权利要求1所述的高导热导电胶，其特征在于：所述银粉为片状银粉，其粒径为10～15μm。

8.一种权利要求1-7任一项所述的高导热导电胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.如权利要求8所述的高导热导电胶的制备方法，其特征在于，步骤一中，将各组分置于研钵中进行研磨，研磨时间为10～30分钟。

技术总结本发明提供了一种高导热导电胶及其制备方法，所述高导热导电胶包括以下重量百分比的各组分：高分子树脂10～20％、银粉60～70％、氧化锌1～10％、固化剂1～3％、分散剂0.1～1％、偶联剂0.1～1％、稀释剂10～20％。本发明通过在酚醛环氧树脂胶黏剂中添加大粒径银粉和氧化锌，使得导电胶具有优异的导电性能、导热性能及耐热性能，另外类球体氧化锌与酚醛环氧树脂配合使用大大提高了导电胶的抗剪切性能；在保证较高的导电率的情况下，本发明的高导热导电胶的热导率可达4.0W/m<subgt;·</subgt;k，粘接强度达22.5MPa，且具有很好的附着力及硬度。技术研发人员：杨健,陈立桥,谢合义受保护的技术使用者：苏州泓湃科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/4