【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及导热组合物，尤其涉及一种导热有机硅组合物及其作为热界面材料的应用。
技术介绍
1、高速化和高密度的微/纳电子器件在很小的空间产生巨大的热量。这些热量积聚在极小的范围内，使得电子器件的温度急剧升高。如何将产生的热量及时耗散出去是半导体电子工业发展所面临的一个重要课题。从微观上看，在不同材料形成的界面处，固体表面的粗糙度会使界面附近充满空气，从而使实际的接触面积远小于界面的表面积。由于空气的导热性能很差，因此会极大地增加界面的整体热阻。为了减小这一不利因素的影响，人们通常在界面处填充具有较高导热系数的热界面材料(thermal interface materials,tim)。这类材料需要具有一定的变形性和流动性，从而尽可能地充满界面处的缝隙，增大接触面积。比较常见的热界面材料有导热脂、导热凝胶、导热胶黏剂、导热垫片、相变材料等，它们都是将导热填料，如氧化锌、氧化铝等加到聚硅氧烷类高分子基材中或者碳链烃油中的复合材料。
2、随着5g通信技术的发展，目前芯片功耗大幅度提高，尺寸变大，热流密度增大，以上变化导致芯片温度越来越高、芯片的翘曲等变形越来越大，tim必须有足够的间隙填充能力。其次，为了最大限度减小封装潜在的可靠性问题，tim还必须充分考虑安装散热器后应力导致的一系列问题。此外，对于特定负载范围，必须满足冲击和振动要求，并尽量减少相互应力导致的问题，包括可能导致的tim性能影响。机械应力与热应力叠加，会导致tim的复杂应变，从而导致整体散热性能的恶化。同时，芯片、封装的热负荷存在因热膨胀系数(cte)失
3、因此，研究得到一种提高导热率和可靠性的作为热界面材料应用的导热有机硅组合物，具有重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于为了克服现有技术的不足而提供一种导热有机硅组合物及其作为热界面材料的应用。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种导热有机硅组合物，所述导热有机硅组合物包含包覆结构的导热填料和有机聚硅氧烷；
4、所述包覆结构的导热填料包含互穿网络包覆层和导热填料；互穿网络包覆层由处理剂i和处理剂ii反应形成；
5、处理剂i的体积为导热填料体积的0.01～0.5％，处理剂i为硅烷偶联剂及其低聚物，处理剂i的重均分子量为150～2000；
6、处理剂ii和处理剂i的体积比为1～100：1，处理剂ii为含活性基团的有机硅油，处理剂ii的重均分子量为500～10000；
7、导热填料包含氧化铝、氧化锌、氮化铝、氧化镁、碳化硅、金刚石、氮化硼、铝粉和铜粉中的一种或几种。
8、作为优选，有机聚硅氧烷在导热有机硅组合物中的体积分数为12～25％。
9、作为优选，所述处理剂i包含羟基和/或烷氧基；每摩尔处理剂i中羟基和/或烷氧基的个数≥3个，烷氧基为甲氧基或乙氧基。
10、作为优选，处理剂ii中的活性基团为羟基和/或烷氧基，活性基团的含量为1/500～1/10000mol/g。
11、作为优选，包覆结构的导热填料的制备方法为：采用处理剂i对导热填料进行第一包覆，得到第一包覆产物，处理剂ii对第一包覆产物进行第二包覆后进行加热反应；
12、第一包覆和第二包覆的过程中，导热填料和第一包覆产物的运动速度独立的为2～80m/s；加热反应的温度为60～150℃；处理剂i和处理剂ii为稀释后的处理i和稀释后的处理剂ii，稀释剂为石油烃或醇类溶剂。
13、作为优选，有机聚硅氧烷包含烯基有机聚硅氧烷和/或硅油；烯基有机聚硅氧烷在25℃下的粘度为10～10000mpa·s，1分子烯基有机聚硅氧烷中，烯基的个数≥2个；硅油包含二甲基硅油、甲基苯基硅油、长链烷基硅油或长链烷基苯基硅油。
14、作为优选，导热有机硅组合物还包含有机氢聚硅氧烷、铂族金属催化剂、硅氢加成反应抑制剂和填料表面处理剂中的一种或几种。
15、作为优选，导热有机硅组合物包含有机氢聚硅氧烷，有机氢聚硅氧烷中，sih基的个数为烯基有机聚硅氧烷中烯基个数的0～1.5倍。
16、本专利技术还提供了所述的导热有机硅组合物作为热界面材料在电子元器件中的应用。
17、本专利技术的有益效果包括：
18、本专利技术的导热有机硅组合物具有新型导热填料网络结构，将其作为热界面材料，在高填充量所带来的高导热性能基础上，兼具优良的可靠性，保证材料在复杂热力耦合的可靠性过程中基胶与填料网络结构的稳定性，从而抑制导热填料与基胶相分离造成的热界面材料失效。
19、本专利技术的包覆结构的导热填料具有硬相与软相的互穿网络结构，控制颗粒包覆层互穿网络结构，硬相骨架保证界面层吸附固定住基胶，防止相分离；软相润滑填料与基胶的界面增加二者相容性，保证颗粒与基胶之间有适宜的界面作用力，起到润滑作用使流动起来的整个填料系统各个界面阻力之和最小，同时起到降低粘度作用。本专利技术包覆结构的导热填料是通过对导热填料包覆的精确控制工艺得到的，工艺参数的控制包括受力方式、包覆剂用量、反应温度等。
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1.一种导热有机硅组合物，其特征在于，所述导热有机硅组合物包含包覆结构的导热填料和有机聚硅氧烷；
2.根据权利要求1所述的导热有机硅组合物，其特征在于，有机聚硅氧烷在导热有机硅组合物中的体积分数为12～25％。
3.根据权利要求1或2所述的导热有机硅组合物，其特征在于，所述处理剂I包含羟基和/或烷氧基；每摩尔处理剂I中羟基和/或烷氧基的个数≥3个，烷氧基为甲氧基或乙氧基。
4.根据权利要求1或2所述的导热有机硅组合物，其特征在于，处理剂II中的活性基团为羟基和/或烷氧基，活性基团的含量为1/500～1/10000mol/g。
5.根据权利要求1所述的导热有机硅组合物，其特征在于，包覆结构的导热填料的制备方法为：采用处理剂I对导热填料进行第一包覆，得到第一包覆产物，处理剂II对第一包覆产物进行第二包覆后进行加热反应；
6.根据权利要求1或5所述的导热有机硅组合物，其特征在于，有机聚硅氧烷包含烯基有机聚硅氧烷和/或硅油；烯基有机聚硅氧烷在25℃下的粘度为10～10000mPa·s，1分子烯基有机聚硅氧烷中，烯基的个数≥2个；
7.根据权利要求6所述的导热有机硅组合物，其特征在于，导热有机硅组合物还包含有机氢聚硅氧烷、铂族金属催化剂、硅氢加成反应抑制剂和填料表面处理剂中的一种或几种。
8.根据权利要求7所述的导热有机硅组合物，其特征在于，导热有机硅组合物包含有机氢聚硅氧烷，有机氢聚硅氧烷中，SiH基的个数为烯基有机聚硅氧烷中烯基个数的0～1.5倍。
9.权利要求1～8任一项所述的导热有机硅组合物作为热界面材料在电子元器件中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种导热有机硅组合物，其特征在于，所述导热有机硅组合物包含包覆结构的导热填料和有机聚硅氧烷；
2.根据权利要求1所述的导热有机硅组合物，其特征在于，有机聚硅氧烷在导热有机硅组合物中的体积分数为12～25％。
3.根据权利要求1或2所述的导热有机硅组合物，其特征在于，所述处理剂i包含羟基和/或烷氧基；每摩尔处理剂i中羟基和/或烷氧基的个数≥3个，烷氧基为甲氧基或乙氧基。
4.根据权利要求1或2所述的导热有机硅组合物，其特征在于，处理剂ii中的活性基团为羟基和/或烷氧基，活性基团的含量为1/500～1/10000mol/g。
5.根据权利要求1所述的导热有机硅组合物，其特征在于，包覆结构的导热填料的制备方法为：采用处理剂i对导热填料进行第一包覆，得到第一包覆产物，处理剂ii对第一包覆产物进行第二包...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩杨，周占玉，陈肖男，李素卿，黄亚楠，
申请(专利权)人：北京中石伟业科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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