本发明专利技术属于复合材料技术领域，尤其涉及一种纳米碳晶/环氧树脂电子封装材料及其制备方法，由以下原料配合组成：纳米碳晶30‑50g、环氧树脂100‑120g、有机酸酐固化剂80‑100g、固化促进剂1‑2g，本发明专利技术利用硅烷偶联剂对纳米碳晶填料进行改性处理，由于改性处理改善了填料与基体间的结合能力，复合材料的综合性能得到了较大的提升。
A Nano Carbon Crystal/Epoxy Resin Electronic Packaging Material and Its Preparation Method
The invention belongs to the technical field of composite materials, in particular relates to a nano-carbon crystal/epoxy resin electronic packaging material and its preparation method. It consists of the following raw materials: nano-carbon crystal 30 50g, epoxy resin 100 120g, organic anhydride curing agent 80 100g, curing accelerator 1 2g. The silicone coupling agent is used to modify the nano-carbon crystal filler because of the modification treatment. The bonding ability between filler and matrix was improved, and the comprehensive properties of composites were greatly improved.
【技术实现步骤摘要】
一种纳米碳晶/环氧树脂电子封装材料及其制备方法
本专利技术属于复合材料
，尤其涉及一种纳米碳晶/环氧树脂电子封装材料及其制备方法。
技术介绍
电子封装就是安装集成电路内置芯片外用的管壳，起着安放固定、密封、保护集成电路芯片的作用。随着电子科技的不断发展，电子设备正向着低功耗、高速、高集成化迅猛发展，电子设备运算速度更快、集成化程度更高，这就导致电子芯片在单位面积内产生的热量越来越高，温度升高会导致电子芯片和封装材料膨胀，热膨胀系数不匹配是导致电子设备失效的重要因素之一，这就使得传统的电子封装材料已经越来越不能满足电子封装材料的需求。目前，应用最多的电子封装材料为树脂基封装材料，其中环氧树脂是树脂基中应用最为广泛的材料，环氧树脂具有耐腐蚀性高、粘结强度高、固化收缩率低、强度高、价格较低、易于加工成型等优点，但是由于环氧树脂具有较低的导热系数、较大的热膨胀系数等缺点，已经不能满足电子封装材料的需求，极大限制了其应用。同时，电子封装材料已经成为各国竞相研发的热点，新型电子封装材料不仅需要较低的热膨胀系数、较高的导热系数，还需要较高的机械强度、稳定性等；单一的材料已不能满足越来越高的要求，复合材料便成为电子封装材料的热点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种导热系数大、热膨胀系数较低、综合性能优良的纳米碳晶/环氧树脂电子封装材料及其制备方法。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种纳米碳晶/环氧树脂电子封装材料，由以下原料配合组成：纳米碳晶30-50g、环氧树脂100-120g、有机酸酐固化剂80-100g、固化促进剂1-2g。进一步的，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E51。进一步的，所述有机酸酐固化剂为甲基四氢苯酐、苯酐、偏苯三酸苷、聚壬二酸酐中的一种。进一步的，所述固化促进剂为液态咪唑。一种纳米碳晶/环氧树脂电子封装材料的制备方法，包括以下步骤：（1）纳米碳晶改性处理：首先配备浓度为3-5%的稀盐酸，将30-50g纳米碳晶填料加到稀盐酸中酸洗处理，同时搅拌30-40min，然后制备硅烷偶联剂稀释液，将酸洗过的纳米碳晶填料加入硅烷偶联剂稀释液中，在80-90℃水浴锅内恒温加热并搅拌3-5h，再放入70-80℃烘箱内烘干30-40min，即得到改性纳米碳晶填料；（2）电子封装材料的制备：按配比分别称取环氧树脂、有机酸酐固化剂、固化促进剂，在烧杯内混合均匀并于真空炉内抽真空，去除混合物中的气泡，然后将烧杯放到160-170℃烘箱内加热2-3h，使温度稳定在155-160℃后将改性纳米碳晶加入到烧杯中混合均匀，再将混合物倒入石墨模具中，于30-35MPa下压制5-10min，取出试样置于烘箱内在100℃保温1h，120℃保温1h，150℃保温3h的进行固化处理。进一步的，所述步骤（1）中硅烷偶联剂稀释液具体为：3-5g硅烷偶联剂、180-200g乙醇以及20-40g蒸馏水置于烧杯中，于室温下搅拌均匀即可。进一步的，所述步骤（2）中压制时模具表面涂覆有脱模剂。本专利技术具有的优点是：1.本专利技术将纳米碳晶作为无机填料添加，其具有高的导热系数、低的热膨胀系数，而且还有化学稳定性高、密度小、硬度高等优点，可以改善复合材料的导热性能、降低其热膨胀系数；2.本专利技术选择有机酸酐类作为固化剂，其中优选甲基四氢苯酐、苯酐、偏苯三酸苷、聚壬二酸酐中的一种，通过酸酐类固化剂固化的环氧树脂拥有良好的稳定性、电学和机械性能等；3.本专利技术选择双酚A型环氧树脂E51作为基体，由于不同型号的环氧树脂有着不同的性能，除了要求有较大的导热系数和较低的热膨胀系数外，电子封装材料要求材料具有良好的绝缘性、密封性、耐热性以及机械强度等性能，结合电子封装材料的要求以及各型号环氧树脂的性能，双酚A型环氧树脂E51能满足以上要求；4.液态咪唑是一种黄色透明液体，与环氧树脂和酸酐类固化剂有良好的相容性，液态咪唑作为促进剂时，固化温度低、固化时间短、固化速度快，产物热学性能和化学性能稳定；5.利用硅烷偶联剂对纳米碳晶填料进行改性处理，由于改性处理改善了填料与基体间的结合能力，复合材料的综合性能得到了较大的提升，这是因为利用硅烷偶联剂对纳米碳晶进行改性处理相当于在纳米碳晶和树脂基体之间加了一个过渡层，改善了纳米碳晶填料与环氧树脂基体的浸润性，有利于填料和树脂基体的结合。具体实施方式实施例1一种纳米碳晶/环氧树脂电子封装材料，由以下原料配合组成：纳米碳晶40g、双酚A型环氧树脂E51110g、有机酸酐固化剂90g、液态咪唑1.5g。进一步的，所述有机酸酐固化剂为甲基四氢苯酐、苯酐、偏苯三酸苷、聚壬二酸酐中的一种。一种纳米碳晶/环氧树脂电子封装材料的制备方法，包括以下步骤：（1）纳米碳晶改性处理：首先配备浓度为4%的稀盐酸，将40g纳米碳晶填料加到稀盐酸中酸洗处理，同时搅拌35min，然后制备硅烷偶联剂稀释液，取4g硅烷偶联剂、190g乙醇以及30g蒸馏水置于烧杯中，于室温下搅拌均匀即可，将酸洗过的纳米碳晶填料加入硅烷偶联剂稀释液中，在85℃水浴锅内恒温加热并搅拌4h，再放入75℃烘箱内烘干35min，即得到改性纳米碳晶填料；（2）电子封装材料的制备：按配比分别称取环氧树脂、有机酸酐固化剂、固化促进剂，在烧杯内混合均匀并于真空炉内抽真空，去除混合物中的气泡，然后将烧杯放到165℃烘箱内加热2.5h，使温度稳定在158℃后将改性纳米碳晶加入到烧杯中混合均匀，再将混合物倒入表面涂覆有脱模剂的石墨模具中，于33MPa下压制8min，取出试样置于烘箱内在100℃保温1h，120℃保温1h，150℃保温3h的进行固化处理。实施例2一种纳米碳晶/环氧树脂电子封装材料，由以下原料配合组成：纳米碳晶30g、双酚A型环氧树脂E51100g、有机酸酐固化剂80g、液态咪唑1g。进一步的，所述有机酸酐固化剂为甲基四氢苯酐、苯酐、偏苯三酸苷、聚壬二酸酐中的一种。一种纳米碳晶/环氧树脂电子封装材料的制备方法，包括以下步骤：（1）纳米碳晶改性处理：首先配备浓度为3%的稀盐酸，将30g纳米碳晶填料加到稀盐酸中酸洗处理，同时搅拌30min，然后制备硅烷偶联剂稀释液，取3g硅烷偶联剂、180g乙醇以及20g蒸馏水置于烧杯中，于室温下搅拌均匀即可，将酸洗过的纳米碳晶填料加入硅烷偶联剂稀释液中，在80℃水浴锅内恒温加热并搅拌3h，再放入75℃烘箱内烘干30min，即得到改性纳米碳晶填料；（2）电子封装材料的制备：按配比分别称取环氧树脂、有机酸酐固化剂、固化促进剂，在烧杯内混合均匀并于真空炉内抽真空，去除混合物中的气泡，然后将烧杯放到160℃烘箱内加热2h，使温度稳定在155℃后将改性纳米碳晶加入到烧杯中混合均匀，再将混合物倒入表面涂覆有脱模剂的石墨模具中，于30MPa下压制5min，取出试样置于烘箱内在100℃保温1h，120℃保温1h，150℃保温3h的进行固化处理实施例3一种纳米碳晶/环氧树脂电子封装材料，由以下原料配合组成：纳米碳晶50g、双酚A型环氧树脂E51120g、有机酸酐固化剂100g、液态咪唑2g。进一步的，所述有机酸酐固化剂为甲基四氢苯酐、苯酐、偏苯三酸苷、聚壬二酸酐中的一种。一种纳米碳晶/环氧树脂电子封装材料的制备方法，包括以下步骤：（1）纳米碳晶改性处理：首先配备浓度为5本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种纳米碳晶/环氧树脂电子封装材料，其特征在于，由以下原料配合组成：纳米碳晶30‑50g、环氧树脂100‑120g、有机酸酐固化剂80‑100g、固化促进剂1‑2g。
【技术特征摘要】
1.一种纳米碳晶/环氧树脂电子封装材料，其特征在于，由以下原料配合组成：纳米碳晶30-50g、环氧树脂100-120g、有机酸酐固化剂80-100g、固化促进剂1-2g。2.如权利要求1所述的纳米碳晶/环氧树脂电子封装材料，其特征在于：所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E51。3.如权利要求2所述的纳米碳晶/环氧树脂电子封装材料，其特征在于：所述有机酸酐固化剂为甲基四氢苯酐、苯酐、偏苯三酸苷、聚壬二酸酐中的一种。4.如权利要求3所述的纳米碳晶/环氧树脂电子封装材料，其特征在于：所述固化促进剂为液态咪唑。5.一种如权利要求1-4任一所述的纳米碳晶/环氧树脂电子封装材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）纳米碳晶改性处理：首先配备浓度为3-5%的稀盐酸，将30-50g纳米碳晶填料加到稀盐酸中酸洗处理，同时搅拌30-40min，然后制备硅烷偶联剂稀释液，将酸洗过的纳米碳晶填料加入硅烷偶联剂稀释液中，在80-90℃水浴锅内恒...
【专利技术属性】
技术研发人员：张建华，文炯，刘永奇，郭留希，杨晋中，刘创勋，
申请(专利权)人：郑州人造金刚石及制品工程技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41
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