一種自粘結導熱硅凝膠及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種自粘結導熱硅凝膠及其制備方法，屬于半導體技術領域。該自粘結導熱硅凝膠的制備原料包括以下重量份的各原料：聚乙二醇300

【技術實現步驟摘要】
一種自粘結導熱硅凝膠及其制備方法


[0001]本專利技術屬于半導體
，具體涉及自一種粘結導熱硅凝膠及其制備方法。

技術介紹

[0002]導熱硅凝膠可以用于電器設備中的發熱體(如電腦的CPU)與散熱設施之間的接觸面，起傳熱媒介作用；用于微波通訊，微波專用電源，穩壓電源等各種微波器件的表面涂覆；可用作晶體管，半導體晶體管的傳熱、絕緣、填充材料。
[0003]CN112063150A公開了一種高導熱低熱阻高散熱導熱硅凝膠及其制備方法。該專利技術的導熱硅凝膠按重量份計，導熱硅凝膠包含以下組分：二甲基硅油80
?
120份、導熱填料650
?
1000份、氧化石墨烯改性聚乙二醇300
?
500份、硅烷偶聯劑2
?
3.5份。制備方法包括：將二甲基硅油、導熱填料、氧化石墨烯改性聚乙二醇、硅烷偶聯劑混合均勻，并加熱至130
?
140℃后捏合40
?
50min，得導熱硅凝膠。改專利技術制備的導熱硅凝膠具有高導熱低熱阻高散熱的效果，但是由于其中的導熱填料等組分含量過高導致粘度比較低，自粘結性能不理想。

技術實現思路

[0004]針對上述問題，本專利技術提出了一種自粘結導熱硅凝膠的制備方法，通過調節組分和含量，在盡可能不影響導熱性能下，改善硅凝膠的粘度。
[0005]本專利技術第一方面在于公開一種自粘結導熱硅凝膠，其制備原料包括以下重量份的各原料：
[0006]聚乙二醇300
?r/>500份、改性導熱填料550
?
650份、二甲基硅油50
?
150份、硅烷偶聯劑1
?
5份。
[0007]在本專利技術的一些實施方式中，，所述聚乙二醇為聚乙二醇2000或聚乙二醇4000。
[0008]在本專利技術的一些實施方式中，所述二甲基硅油為粘度為800
?
1000mPa.s的二甲基硅油。
[0009]在本專利技術的一些實施方式中，所述硅烷偶聯劑選自γ
?
(2,3
?
環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3
?
氨基丙基三乙氧基硅烷、γ
?
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、1，2
?
雙(三乙氧基硅基)乙烷和N
?
(β
?
氨乙基)
?
γ
?
氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一種。
[0010]在本專利技術的一些實施方式中，所述改性導熱填料的制備原料中包括以下重量份的各原料：
[0011]氧化石墨烯25
?
35份、氮化硼25
?
35份，球形氧化鋁40
?
60份。
[0012]在本專利技術的一些實施方式中，所述球形氮化鋁的粒徑為0.5
?
3微米，優選為1
?
2微米。
[0013]在本專利技術的一些實施方式中，所述改性導熱填料的制備方法包括以下步驟：
[0014]S01，水中加入N,N
?
二甲基甲酰胺，攪拌；
[0015]S02，加入球形氧化鋁，攪拌；
[0016]S03，加入氧化石墨烯，攪拌；
[0017]S04，加入氮化硼，攪拌；
[0018]S05，靜置，過濾，冷凍干燥；
[0019]優選地，S03和S04的攪拌中，攪拌速度不低于900rpm，攪拌時間不低于45min。
[0020]在本專利技術的一些實施方式中，包括以下重量份的各原料：
[0021]聚乙二醇400份、改性導熱填料600份、二甲基硅油100份、硅烷偶聯劑3份。
[0022]在本專利技術的一些實施方式中，所述聚乙二醇為PEG2000。
[0023]在本專利技術的一些實施方式中，所述改性導熱填料的制備原料中包括氧化石墨烯30份、氮化硼30份，球形氧化鋁50份。
[0024]在本專利技術的一些實施方式中，所述改性導熱填料的制備方法為，490份水中加入10份N,N
?
二甲基甲酰胺，高速攪拌(1000rpm)處理10min，加入所述球形氧化鋁，再繼續攪拌10min，加入所述氧化石墨烯，高速攪拌(1000rpm)處理60min，再加入所述氮化硼，高速攪拌(1000rpm)處理60min。靜置10min后，過濾，冷凍干燥得到改性導熱填料；
[0025]其中，所述球形氮化鋁的粒徑為1
?
2微米。
[0026]本專利技術的第二方面在于公開第一方面所述的自粘結導熱硅凝膠的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0027]S11，將各原料混合；
[0028]S13，加熱后捏合；
[0029]優選地，在140
?
180℃捏合25
?
50min。
[0030]在本專利技術的一些實施方式中，還包括以下步驟：
[0031]在加熱后捏合過程中，獲取自粘結導熱硅凝膠生成過程中的交聯密度，通過交聯密度對應值判斷當前各原料混合物生成的自粘結導熱硅凝膠綜合性能是否合格，若當前交聯密度對應值在設定的標準范圍內，則停止捏合，若當前交聯密度對應值還未到達設定的標準范圍，則繼續捏合，直至當前交聯密度處于設定的標準范圍內；
[0032]其中，自粘結導熱硅凝膠的交聯密度計算方法為：
[0033]先獲取當前各原料混合物形成的自粘結導熱硅凝膠的體積分數，計算公式為：
[0034][0035]其中，表示當前各原料混合物形成的自粘結導熱硅凝膠的體積分數，ρ
d
表示當前各原料混合物形成的自粘結導熱硅凝膠密度，m
d
表示各原料混合物形成的自粘結導熱硅凝膠質量，m
s
表示所使用的硅烷偶聯劑的質量，ρ
s
表示硅烷偶聯劑的密度；
[0036]自粘結導熱硅凝膠的交聯密度計算公式為：
[0037][0038]其中，N表示自粘結導熱硅凝膠的交聯密度，V
s
表示相對摩爾體積，δ表示改性導熱填料與硅烷偶聯劑之間的相互作用參數。
[0039]在本專利技術的一些實施方式中，還包括基于紅外光譜技術對自粘結導熱硅凝膠的粘
度進行檢測的步驟：
[0040]通過紅外光譜儀采集待測硅凝膠對應的特征數據，當紅外光譜儀紅外射線投射到待測硅凝膠上時，待測硅凝膠中有些化學基團的振動頻率或轉動頻率等于某處紅外光的頻率，當紅外光頻率相同時被待測硅凝膠吸收，形成該待測硅凝膠的紅外光譜，對待測硅凝膠的紅外光譜進行分析，根據分析判定待測硅凝膠的化學鍵及結構，根據硅凝膠的化學鍵及結構判斷當前的粘度是否合格，若合格則檢測后面的待測硅凝膠，若不合格則重新制備。
[0041]本專利技術的有益技術效果是：
[0042]本專利技術的自粘結導熱硅凝膠的制備方法，通過對其中的改性聚乙二醇和導熱填料中的氧化石墨烯等材料和本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種自粘結導熱硅凝膠，其特征在于，其制備原料包括以下重量份的各原料：聚乙二醇300
?
500份、改性導熱填料550
?
650份、二甲基硅油50
?
150份和硅烷偶聯劑1
?
5份。2.根據權利要求1所述的自粘結導熱硅凝膠，其特征在于，所述聚乙二醇為聚乙二醇2000或聚乙二醇4000。3.根據權利要求1或2所述的自粘結導熱硅凝膠，其特征在于，所述二甲基硅油為粘度為800
?
1000mPa
·
s的二甲基硅油。4.根據權利要求1
?
3任一所述的自粘結導熱硅凝膠，其特征在于，所述硅烷偶聯劑選自γ
?
(2,3
?
環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3
?
氨基丙基三乙氧基硅烷、γ
?
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、1，2
?
雙(三乙氧基硅基)乙烷和N
?
(β
?
氨乙基)
?
γ
?
氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一種。5.根據權利要求1
?
4任一所述的自粘結導熱硅凝膠，其特征在于，所述改性導熱填料的制備原料中包括以下重量份的各原料：氧化石墨烯25
?
35份、氮化硼25
?
35份，球形氧化鋁40
?
60份。6.根據權利要求1

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳向榮，程憲濤，劉洪，李紅強，靳利敏，張名釗，曾幸榮，任碧野，
申請(專利權)人：廣東皓明有機硅材料有限公司，
類型：發明
國別省市：