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CN105969277A - 用于封装电子器件的散热灌封胶 - Google Patents

用于封装电子器件的散热灌封胶 Download PDF

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Abstract

本案公开了一种用于封装电子器件的散热灌封胶，所述的灌封胶包括A组分和B组分，所述A组分与B组分的质量比为(8～10)：(4～8)，其中，所述A组分包括以下材料：环氧树脂、混合稀释剂、无机混合导热填料、球形硅微粉、所述B组分包括以下材料：复合固化剂、增塑剂、环氧促进剂。本发明提供一种用于封装电子器件的散热灌封胶，通过在环氧树脂中添加无机混合导热填料和合适粒径的球形硅微粉，可以得到具有结构均匀、透光率高、折光率大，延伸性、抗拉强度、粘结强度好同时具有优异的导热性能和介电性能的灌封胶。

Description

用于封装电子器件的散热灌封胶
技术领域
本发明涉及一种电子灌封胶，特别是涉及一种用于封装电子器件的散热灌封胶。
背景技术
随着功率器件向着高频、大功率、高电流密度方向发展，对器件的小型化、可靠性能及 寿命要求不断提高，同时要求灌封件必须在高频、高温、高速旋转等条件下运行，因此不仅 要求灌封材料具有优良的导热性能和介电性能，同时还需同时具备优良的耐高低温性能、力 学性能、阻燃性能和抗硫化还原等性能。目前使用较多的灌封材料是各种合成聚合物，如： 有机硅橡胶、聚氨酯树脂及丙烯酸树脂。硅橡胶具有优良的抗UV老化性、 高低温化学稳定性，可在较宽的温度范围内长期保持弹性，低体积收缩率、低内应力，配合 无机导热材料，可以得到具有良好导热性，是功率器件的首选灌封材料，目前国内外均采用 有机硅作为新一代封装材料。但是，为了得到较好导热性的电子灌封材料，需要对硅橡胶进 行大量的填充改性，从而使电子灌封材料的粘度大大增加，影响其流动性及固化后的力学性 能和电器性能。如中国专利CN101054057A公开了一种高导热有机硅灌封胶，CN101407635A 公开了一种导热阻燃液体硅橡胶，虽然该硅橡胶具有较高的热导率和阻燃性能，但由于其粘 度在10000mPa·s以上，流动性欠佳，抗拉强度和抗断裂拉伸率不足，不宜用作电子灌封胶。
发明内容
针对上述不足之处，本发明的目的在于提供一种用于封装电子器件的散热灌封胶，通过在环氧树脂中添加无机混合导热填料和合适粒径的球形硅微粉，可以得到具有结构均匀、透光率高、折光率大，延伸性、抗拉强度、粘结强度好同时具有优异的导热性能和介电性能的灌封胶。
本发明的技术方案概述如下：一种用于封装电子器件的散热灌封胶，所述的灌封胶包括A组分和B组分，所述A组分与B组分的质量比为(8～10)：(4～8)，其中，所述A组分包括以下重量份的材料：
环氧树脂 20~30份；
混合稀释剂 5～18份；
无机混合导热填料 10～25份；
球形硅微粉 3～15份；
所述B组分包括以下重量份的材料：
复合固化剂 5～20份；
增塑剂 1～5份；
环氧促进剂 1～3份。
优选的是，所述环氧树脂为环氧值为0.41～0.54的双酚Ａ型环氧树脂中的一种或几种复配而成。
优选的是，所述无机混合导热填料为经偶联剂表面亲油处理过的AlN与BN的混合物或者AlN与Al2O3的混合物，其中， AlN在无机混合导热填料中的含量为20～60wt.％，Al2O3为40～80wt.％；AlN粒径为 0.6～0.8μm，BN或Al2O3的粒径为10～100μm；所述无机混合导热填料在有机灌封胶中的含量为60～85wt％。
优选的是，混合稀释剂是单官能团环氧类稀释剂和苯甲醇混合物，所述单官能团环氧类稀释剂可以是C12~C14醇缩水甘油醚，正丁基缩水甘油醚，苯基缩水甘油醚中的一种或者几种。
优选的是，所述球形硅微粉是由粒径是5μm的球形硅微粉和粒径是40μm的球形硅微粉混合而成，其中 5μm的球形硅微粉和40μm的球形硅微粉质量比是1:1。
优选的是，所述环氧促进剂是分子中含有活泼氢以及对环氧树脂的固化反应有促进作用的叔胺基，可以是N,N-二乙基-1,3-丙二胺、N,N-二甲基-1,3-丙二胺、N-氨乙基哌嗪中一种或者几种的混合物。
优选的是，所述复合固化剂为芳香胺和异佛尔酮二胺组成的混合物，所述芳香胺和异佛尔酮二胺的重量份比是3~6：4~7。
本发明的有益效果是：
本发明灌封胶具有高效的散热性能，所引入的AlN与BN或AlN与Al2O3混合填料由微纳不同粒径超高导热填料组成，与环氧树脂亲和力好，分布均匀，不易沉淀，可使填料之间形成最大的接触，最大限度的减少界面接触热阻，从而达到有效的热传导和绝缘，获得高导热的绝缘体系。同时部分填料具有电磁屏蔽功能，可有效提升器件的电磁屏蔽效率。
本发明产品可应用于不同功率密度的电力电子器件中，也可应用于微电子行业。本发明散热灌封胶制备工艺简单，成本低廉，性能优越，且生产过程无副产物，安全环保。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
实施例1
一种用于封装电子器件的散热灌封胶，所述的灌封胶包括A组分和B组分，所述A组分包括以下重量份的材料：环氧树脂20份；混合稀释剂5份；无机混合导热填料10份；球形硅微粉3份（粒径5µm：粒径40µm=1:1）；所述B组分包括以下重量份的材料：复合固化剂5份；增塑剂1份；环氧促进剂1份。所述A组分与B组分的质量比为1:1。
实施例2
一种用于封装电子器件的散热灌封胶，所述的灌封胶包括A组分和B组分，所述A组分包括以下重量份的材料：环氧树脂25份；混合稀释剂15份；无机混合导热填料20份；球形硅微粉12份（粒径5µm：粒径40µm=1:1）；所述B组分包括以下重量份的材料：复合固化剂15份；增塑剂4份；环氧促进剂2份。所述A组分与B组分的质量比为2:1。
实施例3
一种用于封装电子器件的散热灌封胶，所述的灌封胶包括A组分和B组分，所述A组分包括以下重量份的材料：环氧树脂30份；混合稀释剂18份；无机混合导热填料25份；球形硅微粉15份（粒径5µm：粒径40µm=1:1）；所述B组分包括以下重量份的材料：复合固化剂20份；增塑剂5份；环氧促进剂3份。所述A组分与B组分的质量比为2.5:1。
对比例1
一种用于封装电子器件的散热灌封胶，所述的灌封胶包括A组分和B组分，所述A组分包括以下重量份的材料：环氧树脂20份；混合稀释剂5份；三氧化二铝10份；球形硅微粉3份（粒径5µm：粒径40µm=1:1）；所述B组分包括以下重量份的材料：复合固化剂5份；增塑剂1份；环氧促进剂1份。所述A组分与B组分的质量比为1:1。
对比例2
一种用于封装电子器件的散热灌封胶，所述的灌封胶包括A组分和B组分，所述A组分包括以下重量份的材料：环氧树脂20份；混合稀释剂5份；AIN10份；球形硅微粉3份（粒径5µm：粒径40µm=1:1）；所述B组分包括以下重量份的材料：复合固化剂5份；增塑剂1份；环氧促进剂1份。所述A组分与B组分的质量比为1:1。
对比例3
一种用于封装电子器件的散热灌封胶，所述的灌封胶包括A组分和B组分，所述A组分包括以下重量份的材料：环氧树脂20份；混合稀释剂5份；无机混合导热填料10份；球形硅微粉3份（粒径5µm）；所述B组分包括以下重量份的材料：复合固化剂5份；增塑剂1份；环氧促进剂1份。所述A组分与B组分的质量比为1:1。
对比例4
一种用于封装电子器件的散热灌封胶，所述的灌封胶包括A组分和B组分，所述A组分包括以下重量份的材料：环氧树脂20份；混合稀释剂5份；无机混合导热填料10份；球形硅微粉3份（粒径40µm）；所述B组分包括以下重量份的材料：复合固化剂5份；增塑剂1份；环氧促进剂1份。所述A组分与B组分的质量比为1:1。下表是实施例和对比例的测试结果
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
粘度（mPa.s） 770 785 765 840 820 690 1530
邵氏A硬度 57 58 55 42 45 62 88
导热系数（W/M.K） 3.1 3.5 3.3 1.1 1.3 3.4 2.5
介电常数（KV/mm） 22 19 21 12 11 20 16
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (7)

1.一种用于封装电子器件的散热灌封胶，其特征在于，所述的灌封胶包括A组分和B组分，所述A组分与B组分的质量比为(8～10)：(4～8)，其中，所述A组分包括以下重量份的材料：
环氧树脂 20~30份；
混合稀释剂 5～18份；
无机混合导热填料 10～25份；
球形硅微粉 3～15份；
所述B组分包括以下重量份的材料：
复合固化剂 5～20份；
增塑剂 1～5份；
环氧促进剂 1～3份。
2.如权利要求1所述的用于封装电子器件的散热灌封胶，其特征在于，所述环氧树脂为环氧值为0.41～0.54的双酚Ａ型环氧树脂中的一种或几种复配而成。
3.如权利要求1所述的用于封装电子器件的散热灌封胶，其特征在于，所述无机混合导热填料为经偶联剂表面亲油处理过的AlN与BN的混合物或者AlN与Al2O3的混合物，其中， AlN在无机混合导热填料中的含量为20～60wt.％，Al2O3为40～80wt.％；AlN粒径为0.6～0.8μm，BN或Al2O3的粒径为10～100μm；所述无机混合导热填料在有机灌封胶中的含量为60～85wt％。
4.如权利要求1所述的用于封装电子器件的散热灌封胶，其特征在于，混合稀释剂是单官能团环氧类稀释剂和苯甲醇混合物，所述单官能团环氧类稀释剂可以是C12~C14醇缩水甘油醚，正丁基缩水甘油醚，苯基缩水甘油醚中的一种或者几种。
5.如权利要求1所述的用于封装电子器件的散热灌封胶，其特征在于，所述球形硅微粉是由粒径是5μm的球形硅微粉和粒径是40μm的球形硅微粉混合而成，其中 5μm的球形硅微粉和40μm的球形硅微粉质量比是1:1。
6.如权利要求1所述的用于封装电子器件的散热灌封胶，其特征在于，所述环氧促进剂是分子中含有活泼氢以及对环氧树脂的固化反应有促进作用的叔胺基，可以是N,N-二乙基-1,3-丙二胺、N,N-二甲基-1,3-丙二胺、N-氨乙基哌嗪中一种或者几种的混合物。
7.如权利要求1所述的用于封装电子器件的散热灌封胶，其特征在于，所述复合固化剂为芳香胺和异佛尔酮二胺组成的混合物，所述芳香胺和异佛尔酮二胺的重量份比是3~6：4~7。
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