加成型室溫硫化硅橡膠基絕緣導(dǎo)熱膠研制.pdf

1、為了降低大功率LED的封裝熱阻，本文采用加成型室溫硫化硅橡膠為基膠，粒徑為4.9μm的Al2O3和1μm的ZnO以及粒徑分別為10μm，2.2μm，30μm和6μm的AlN填料組合使用，研制了一款硅橡膠基絕緣型導(dǎo)熱膠。本文通過差示掃描量熱分析和熱重分析，確定了一定含氫硅油和乙烯基硅油用量(即一定的SiH/SiVi)下的催化劑和抑制劑的最佳用量，及其相應(yīng)室溫固化時(shí)間和加熱固化溫度，從而確定了本文導(dǎo)熱膠基體的成分及固化工藝。采用沉降實(shí)驗(yàn)，比

2、較了三種偶聯(lián)劑對所選用的填料的表面處理效果，確定了本文所選用的填料的最佳表面處理劑及相應(yīng)的表面處理工藝。采用穩(wěn)態(tài)熱流法，研究了填料的種類和用量對導(dǎo)熱膠熱導(dǎo)率的影響。采用γ-環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷和高黏度乙烯基硅油對導(dǎo)熱膠基體進(jìn)行改性以提高導(dǎo)熱膠對鋁合金的粘接性能，按照GB-T7124(ISO4587)用拉伸剪切強(qiáng)度表征了導(dǎo)熱膠對鋁合金的粘接強(qiáng)度；測試導(dǎo)熱膠成品的黏度。最后，按照ASTMD149-09測試了所制得的硅橡膠基絕緣導(dǎo)熱膠的介

3、電強(qiáng)度。
　　試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)：
　　本課題所使用的加成型硅橡膠的配比為乙烯基硅油10份，含氫硅油3.086份，鉑金催化劑0.05份，抑制劑0.025份，能保證硅橡膠在室溫下的操作時(shí)間為15h，當(dāng)加熱到78.8℃時(shí)能迅速固化。
　　KH-550、A-171和ND-42三種偶聯(lián)劑，對本文所使用填料的表面處理效果為 KH-550最好，ND-42次之，A-171最差，由于KH-550分子中存在-NH2會(huì)導(dǎo)致鉑金催化劑中毒，使硅橡

4、膠無法固化，所以本課題選用ND-42作為填料的通用表面處理劑。
　　對填料進(jìn)行表面處理能明顯改善相應(yīng)導(dǎo)熱膠的熱導(dǎo)率，表面處理前后，10μmAlN填充的導(dǎo)熱膠的最高熱導(dǎo)率分別為1.752W/m·K和1.823W/m·K，2.2μmAlN填充的導(dǎo)熱膠的最高熱導(dǎo)率分別為1.512W/m·K和1.523W/m·K。經(jīng)表面處理的 Al2O3、ZnO和30μmAlN填料單獨(dú)使用時(shí)制得的導(dǎo)熱膠的極限熱導(dǎo)率分別為1.327 W/m·K、1.021

5、W/m·K和1.202 W/m·K。
　　40份10μmAlN和10份2.2μmAlN組合使用時(shí)出現(xiàn)協(xié)同效應(yīng)，導(dǎo)熱膠熱導(dǎo)率1.87W/m·K；當(dāng)40份 Al2O3和5份 ZnO組合使用時(shí)出現(xiàn)協(xié)同效應(yīng)，相應(yīng)導(dǎo)熱膠的熱導(dǎo)率為1.036 W/m·K；30μmAlN和6μmAlN組合使用時(shí)并沒有出現(xiàn)明顯的協(xié)同效應(yīng)。
　　當(dāng)γ-環(huán)氧丙氧丙基三甲氧基硅烷和高黏度乙烯基硅油用量分別為0.1份和2份時(shí)，40份10μmAlN和10份2.2μm