avatar avatar 我的文献 环氧树脂导热胶黏剂的改性及性能研究 作者 肖强强 单位 华南理工大学 关键词 环氧树脂; 导热胶; 填料改性; 氮化铝; 氧化石墨烯
摘要
随着集成技术和微封装技术发展,电子产品的功率密度逐渐增大,单位体积产生的热量不断增多,为了保证电子产品的正常运行和使用寿命,热量必须及时有效的散出,这对散热封装材料提出了高的要求。本文制备并改性环氧树脂(EP)导热胶,得到性能优异的导热胶产品,分析了不同因素对导热胶综合性能的影响。(1)使用硅烷偶联剂KH-560、钛酸酯偶联剂、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对氮化铝(AlN)进行表面改性。通过FT-IR、TG、SEM等技术对改性后的AlN进行了表征,结果表明硅烷偶联剂KH-560对Al N的改性效果最好,改性后KH-560分子成功的偶联到AlN分子表面,改善了AlN在树脂中的分散性,提高了树脂对AlN表面的润湿性,增强了二者的界面强度。(2)制备了Al N的质量分数为0、10%、20%……70%的AlN/EP导热胶黏剂。测试结果表明:随着AlN质量分数的增加,导热胶的粘度增加、力学性能先升高后降低、导热系数升高,拉伸强度在整个填料含量范围内变化不大。硅烷偶联剂作为分子桥梁,通过增强环氧树脂和AlN界面增强导热胶的导热系数和耐热性能,当填充70 wt%的改性AlN,导热胶的导热系数为2.24 W/(m?K),而填充未改性的AlN的导热胶的导热系数为1.73 W/(m?K),提高了30%。当Al N的填充量为50 wt%时,使用偶联剂改性可以将环氧树脂的初始分解温度从221℃提高到248℃。在相同的AlN含量下,大颗粒的填料对提高环氧树脂的导热系数更有效。(3)使用改进的Hummers方法制备了氧化石墨烯,并对制备的样品进行了XRD、FT-IR、Raman、SPM等表征,发现制备的氧化石墨烯具有较好的单层结构。为了进一步提高导热胶的导热系数,使用氧化石墨烯和硅烷偶联剂KH-560改性的AlN混合物做导热填料,当两者的填充量分别为6 wt%和50 wt%时,导热胶的导热系数为2.77 W/(m?K),约为纯环氧树脂的14.6倍,高于单独填充70 wt%AlN时的导热系数2.24 W/(m?K),且混合填充的导热胶粘度与后者相当。
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