加成型室溫硫化硅橡膠基絕緣導熱膠研制.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，及其相應室溫固化時間和加熱固化溫度，從而確定了本文導熱膠基體的成分及固化工藝。采用沉降實驗，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熱膠熱導率的影響。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熱膠基體進行改性以提高導熱膠對鋁合金的粘接性能，按照GB-T7124(ISO4587)用拉伸剪切強度表征了導熱膠對鋁合金的粘接強度；測試導熱膠成品的黏度。最后，按照ASTMD149-09測試了所制得的硅橡膠基絕緣導熱膠的介

3、電強度。
　　試驗結果發(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間為15h，當加熱到78.8℃時能迅速固化。
　　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會導致鉑金催化劑中毒，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。
　　對填料進行表面處理能明顯改善相應導熱膠的熱導率，表面處理前后，10μmAlN填充的導熱膠的最高熱導率分別為1.752W/m·K和1.823W/m·K，2.2μmAlN填充的導熱膠的最高熱導率分別為1.512W/m·K和1.523W/m·K。經(jīng)表面處理的 Al2O3、ZnO和30μmAlN填料單獨使用時制得的導熱膠的極限熱導率分別為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組合使用時出現(xiàn)協(xié)同效應，導熱膠熱導率1.87W/m·K；當40份 Al2O3和5份 ZnO組合使用時出現(xiàn)協(xié)同效應，相應導熱膠的熱導率為1.036 W/m·K；30μmAlN和6μmAlN組合使用時并沒有出現(xiàn)明顯的協(xié)同效應。
　　當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，40份10μmAlN和10份2.2μm