CN112175351A - 一种用于光电子封装的环氧树脂复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电子封装材料领域，具体公开了一种用于光电子封装的环氧树脂复合材料，包括所述环氧树脂复合材料按重量份包括：氧化铝填料0.7‑3份、氮化硼填料0.3‑0.9份、环氧树脂23‑45份、固化剂0.1‑0.4份、硬脂酸0.05‑0.2份、硅烷偶联剂0.1‑0.2份。本发明应用的导热填料具有低的热膨胀系数，大幅增加环氧树脂复合材料导热性能，可应用于电子封装材料，如集成电路封装、LED封装等，可在提高电子封装材料导热性能和保证电绝缘性能的前提下，降低封装材料的粘度。
Description
技术领域
本发明涉及电子封装材料领域，具体为一种用于光电子封装的环氧树脂复合材料。
背景技术
环氧树脂具有粘结性好、应用范围广、化学和空间稳定性能好、力学性能好、加工工艺简单等特点，正广泛应用于生产生活以及国防等领域。为提高环氧树脂复合材料的物理及化学性能，对环氧树脂进行改性的研究越来越受到国内外研究者的关注。环氧树脂具有优异的耐化学和耐腐蚀性能、电绝缘性能、力学性能和良好的加工性能，目前90％的电子封装采用环氧树脂，而环氧树脂是热的不良导体(～0.2W/m·K)，如何获得具有高导热、电绝缘环氧树脂基电子封装材料成为研究热点。同时，大规模封装工艺也对环氧树脂封装材料的粘度提出了更高的要求。而在环氧树脂基体中添加无机导热填料可制备填充型导热高分子材料，具有成本低，加工工艺简单和可规模化生产等优点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于光电子封装的环氧树脂复合材料，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于光电子封装的环氧树脂复合材料，所述环氧树脂复合材料按重量份包括：氧化铝填料0.7-3份、氮化硼填料0.3-0.9份、环氧树脂23-45份、固化剂0.1-0.4份、硬脂酸0.05-0.2份、硅烷偶联剂0.1-0.2份。
优选的，上述环氧树脂复合材料按重量份包括：氧化铝填料0.8份、氮化硼填料0.5份、环氧树脂27份、固化剂0.2份、硬脂酸0.08份、硅烷偶联剂0.1份。
优选的，氧化铝填料、氮化硼填料粒径为10-50nm，固化剂为芳香族胺类固化剂。
上述一种用于光电子封装的环氧树脂复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1：按上述重量份配置原料；
S2：将配置的氧化铝填料、氮化硼填料放入真空干燥机中干燥，并在冷却后备用；
S3：将配置的环氧树脂、固化剂、硬脂酸、硅烷偶联剂以及上述氧化铝填料、氮化硼填料加入搅拌机中进行充分搅拌，充分搅拌后得到预成品料；
S4：将预成品料抽真空脱气泡后，进入固化成型加工，固化成型后制得上述环氧树脂复合材料。
优选的，S3中搅拌机包括壳体、下料器与搅拌结构，壳体具有搅拌腔，壳体顶部、底部分别设有与其内腔连通的进料口、出料口，且进料口处装设有下料器；所述搅拌结构分布于壳体内侧，搅拌结构包括第一搅拌组件与驱动装置，第一搅拌组件包括搅拌上杆与第一凸轮，搅拌上杆横向设置且其通过转轴活动连接于搅拌腔上部，搅拌上杆上装设有搅拌齿与第一凸轮，且第一凸轮分布于搅拌齿两侧；所述搅拌腔上部侧壁还安装有靠近下料器的敲击结构，敲击结构包括支撑板、置于支撑板内侧的滑孔以及穿设于滑孔内侧的滑杆，滑杆上套装有弹簧，滑杆顶、底两端分别连接有敲击块、接触轮，且敲击块、接触轮分别与下料器底端、第一凸轮抵触。
优选的，驱动装置用于驱动搅拌上杆运转，驱动装置包括电机、连接于电机输出端的圆盘、曲柄，以及连接于曲柄末端的摆动连杆，且圆盘、曲柄分别装设于电机输出端的前侧面、后侧面；所述摆动连杆的自由端连接有底杆，底杆端部连接有第一齿板，第一齿板远离底杆的端部连接有顶杆；所述壳体外侧顶部还装设有第一导向套，顶杆的自由端伸出第一导向套并连接有限位块。
优选的，壳体外侧端装设有第一传动杆，第一传动杆一端与搅拌上杆传动连接，其另一端连接有第一齿轮，且第一齿轮与第一齿板啮合。
优选的，搅拌结构还包括第二搅拌组件，第二搅拌组件包括搅拌下杆，搅拌下杆竖向转动连接于搅拌腔下部，壳体底侧设有与搅拌下杆传动连接的第二传动杆，第二传动杆底部连接有第二齿轮；所述壳体底部固装有滑轨与第二导向套，滑轨横向设置且其上滑接有第二齿板，第二齿轮与第二齿板啮合，第二齿板一侧端活动连接有驱动连杆，其另一端连接有支杆，且驱动连杆的自由端铰接于电机的前侧端圆盘的偏心位置，支杆端部伸出第二导向套。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明应用的导热填料具有低的热膨胀系数，大幅增加环氧树脂复合材料导热性能，可应用于电子封装材料，如集成电路封装、LED封装等，可在提高电子封装材料导热性能和保证电绝缘性能的前提下，降低封装材料的粘度。
2、本发明在树脂材料制备过程中所采用的搅拌机具有搅拌均匀，达到了工作效率高的效果，通过搅拌下杆、搅拌上杆能实现全方位的搅拌，同时设置的敲击结构能在搅拌时间歇性敲击下料器，实现更好的下料搅拌效果。
附图说明
图1为本发明实施例3中搅拌结构的结构示意图；
图2为本发明实施例4的结构示意图。
图中：1、壳体；101、出料口；2、下料器；3、搅拌上杆；4、第一凸轮；5、支撑板；6、滑杆；7、敲击块；8、接触轮；9、电机；10、圆盘；11、曲柄；12、摆动连杆；13、底杆；14、第一齿板；15、顶杆；16、第一导向套；17、第一传动杆；18、第一齿轮；19、搅拌下杆；20、第二传动杆；21、第二齿轮；22、滑轨；23、第二导向套；24、第二齿板；25、驱动连杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：本发明提供一种技术方案：一种用于光电子封装的环氧树脂复合材料，所述环氧树脂复合材料按重量份包括：氧化铝填料0.8份、氮化硼填料0.5份、环氧树脂27份、固化剂0.2份、硬脂酸0.08份、硅烷偶联剂0.1份。
在本实施例中，氧化铝填料、氮化硼填料粒径为10-50nm，固化剂为芳香族胺类固化剂。
本实施例还提供了上述一种用于光电子封装的环氧树脂复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1：按上述重量份配置原料；
S2：将配置的氧化铝填料、氮化硼填料放入真空干燥机中干燥，并在冷却后备用；
S3：将配置的环氧树脂、固化剂、硬脂酸、硅烷偶联剂以及上述氧化铝填料、氮化硼填料加入搅拌机中进行充分搅拌，充分搅拌后得到预成品料；
S4：将预成品料抽真空脱气泡后，进入固化成型加工，固化成型后制得上述环氧树脂复合材料。
实施例2：本发明提供一种技术方案：一种用于光电子封装的环氧树脂复合材料，所述环氧树脂复合材料按重量份包括：氧化铝填料1.2份、氮化硼填料0.8份、环氧树脂34份、固化剂0.2份、硬脂酸0.09份、硅烷偶联剂0.1份。
在本实施例中，氧化铝填料、氮化硼填料粒径为10-50nm，固化剂为芳香族胺类固化剂。
本实施例还提供了上述一种用于光电子封装的环氧树脂复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1：按上述重量份配置原料；
S2：将配置的氧化铝填料、氮化硼填料放入真空干燥机中干燥，并在冷却后备用；
S3：将配置的环氧树脂、固化剂、硬脂酸、硅烷偶联剂以及上述氧化铝填料、氮化硼填料加入搅拌机中进行充分搅拌，充分搅拌后得到预成品料；
S4：将预成品料抽真空脱气泡后，进入固化成型加工，固化成型后制得上述环氧树脂复合材料。
实施例3：请参阅图1，上述搅拌机包括壳体1、下料器2与搅拌结构，壳体1具有搅拌腔，壳体1顶部、底部分别设有与其内腔连通的进料口、出料口101，且进料口处装设有下料器2；所述搅拌结构分布于壳体1内侧，搅拌结构包括第一搅拌组件与驱动装置，第一搅拌组件包括搅拌上杆3与第一凸轮4，搅拌上杆3横向设置且其通过转轴活动连接于搅拌腔上部，搅拌上杆3上装设有搅拌齿与第一凸轮4，且第一凸轮4分布于搅拌齿两侧；所述搅拌腔上部侧壁还安装有靠近下料器2的敲击结构，敲击结构包括支撑板5、置于支撑板5内侧的滑孔以及穿设于滑孔内侧的滑杆6，滑杆6上套装有弹簧，滑杆6顶、底两端分别连接有敲击块7、接触轮8，且敲击块7、接触轮8分别与下料器2底端、第一凸轮4抵触。
在本实施例中，驱动装置用于驱动搅拌上杆3运转，驱动装置包括电机9、连接于电机9输出端的圆盘10与曲柄11，以及连接于曲柄11末端的摆动连杆12，圆盘10、曲柄11分别装设于电机9输出端的前侧面、后侧面；所述摆动连杆12的自由端连接有底杆13，底杆13端部连接有第一齿板14，第一齿板14远离底杆13的端部连接有顶杆15；所述壳体1外侧顶部还装设有第一导向套16，顶杆15的自由端伸出第一导向套16并连接有限位块。
在本实施例中，壳体1外侧端装设有第一传动杆17，第一传动杆17一端与搅拌上杆3传动连接，其另一端连接有第一齿轮18，且第一齿轮18与第一齿板14啮合。
在本实施例中，电机9带动曲柄11，并通过曲柄11带动其末端的摆动连杆12上下摆动，通过摆动连杆12带动第一齿板14，使第一齿板14顶部的顶杆15沿第一导向套16移动，第一齿板14移动时与第一齿轮18啮合传动，其使第一齿轮18带动第一传动杆17运转，并由第一传动杆17传动搅拌上杆3，使搅拌上杆3进行搅拌工作；为避免下料器2下料过程中出现卡料、粘料的情况，通过设置敲击结构，敲击结构在搅拌上杆3运转时间歇的上下运动，利用其端部的敲击块7敲击下料器2底端，从而达到快速下料的效果。
实施例4：请参阅图2，在本实施例中，上述搅拌结构还包括第二搅拌组件，第二搅拌组件包括搅拌下杆19，搅拌下杆19竖向转动连接于搅拌腔下部，壳体1底侧设有与搅拌下杆19传动连接的第二传动杆20，第二传动杆20底部连接有第二齿轮21；所述壳体1底部固装有滑轨22与第二导向套23，滑轨22横向设置且其上滑接有第二齿板24，第二齿轮21与第二齿板24啮合，第二齿板24一侧端活动连接有驱动连杆25，其另一端连接有支杆，且驱动连杆25的自由端铰接于电机9的前侧端圆盘10的偏心位置，支杆端部伸出第二导向套23。
在本实施例中，搅拌下杆19也是通过驱动装置驱动的，即电机9启动时带动圆盘10运转，圆盘10通过驱动连杆25带动第二齿板24沿滑轨22横向移动，第二齿板24与第二齿轮21啮合传动，使搅拌下杆19发生运转。
本发明在树脂材料制备过程中所采用的搅拌机具有搅拌均匀，达到了工作效率高的效果，通过搅拌下杆19、搅拌上杆3能实现全方位的搅拌，同时设置的敲击结构能在搅拌时间歇性敲击下料器2，实现更好的下料搅拌效果。
值得注意的是：整个搅拌装置连接有电源与总控制装置，其通过总控制装置对其实现控制，由于控制装置匹配的设备为常用设备，属于现有成熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种用于光电子封装的环氧树脂复合材料，其特征在于，所述环氧树脂复合材料按重量份包括：氧化铝填料0.7-3份、氮化硼填料0.3-0.9份、环氧树脂23-45份、固化剂0.1-0.4份、硬脂酸0.05-0.2份、硅烷偶联剂0.1-0.2份。
2.根据权利要求1所述的一种用于光电子封装的环氧树脂复合材料，其特征在于，所述环氧树脂复合材料按重量份包括：氧化铝填料0.8份、氮化硼填料0.5份、环氧树脂27份、固化剂0.2份、硬脂酸0.08份、硅烷偶联剂0.1份。
3.根据权利要求1所述的一种用于光电子封装的环氧树脂复合材料，其特征在于，所述氧化铝填料、氮化硼填料粒径为10-50nm，固化剂为芳香族胺类固化剂。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种用于光电子封装的环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：按上述重量份配置原料；
S2：将配置的氧化铝填料、氮化硼填料放入真空干燥机中干燥，并在冷却后备用；
S3：将配置的环氧树脂、固化剂、硬脂酸、硅烷偶联剂以及上述氧化铝填料、氮化硼填料加入搅拌机中进行充分搅拌，充分搅拌后得到预成品料；
S4：将预成品料抽真空脱气泡后，进入固化成型加工，固化成型后制得上述环氧树脂复合材料。
5.根据权利要求4所述的一种用于光电子封装的环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，上述S3中搅拌机包括壳体(1)、下料器(2)与搅拌结构，壳体(1)具有搅拌腔，壳体(1)顶部、底部分别设有与其内腔连通的进料口、出料口(101)，且进料口处装设有下料器(2)；所述搅拌结构分布于壳体(1)内侧，搅拌结构包括第一搅拌组件与驱动装置，第一搅拌组件包括搅拌上杆(3)与第一凸轮(4)，搅拌上杆(3)横向设置且其通过转轴活动连接于搅拌腔上部，搅拌上杆(3)上装设有搅拌齿与第一凸轮(4)，且第一凸轮(4)分布于搅拌齿两侧；所述搅拌腔上部侧壁还安装有靠近下料器(2)的敲击结构，敲击结构包括支撑板(5)、置于支撑板(5)内侧的滑孔以及穿设于滑孔内侧的滑杆(6)，滑杆(6)上套装有弹簧，滑杆(6)顶、底两端分别连接有敲击块(7)、接触轮(8)，且敲击块(7)、接触轮(8)分别与下料器(2)底端、第一凸轮(4)抵触。
6.根据权利要求5所述的一种用于光电子封装的环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，所述驱动装置用于驱动搅拌上杆(3)运转，驱动装置包括电机(9)、连接于电机(9)输出端的圆盘(10)与曲柄(11)，以及连接于曲柄(11)末端的摆动连杆(12)，圆盘(10)、曲柄(11)分别装设于电机(9)输出端的前侧面、后侧面；所述摆动连杆(12)的自由端连接有底杆(13)，底杆(13)端部连接有第一齿板(14)，第一齿板(14)远离底杆(13)的端部连接有顶杆(15)；所述壳体(1)外侧顶部还装设有第一导向套(16)，顶杆(15)的自由端伸出第一导向套(16)并连接有限位块。
7.根据权利要求6所述的一种用于光电子封装的环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，所述壳体(1)外侧端装设有第一传动杆(17)，第一传动杆(17)一端与搅拌上杆(3)传动连接，其另一端连接有第一齿轮(18)，且第一齿轮(18)与第一齿板(14)啮合。
8.根据权利要求5所述的一种用于光电子封装的环氧树脂复合材料的制备方法，其特征在于，所述搅拌结构还包括第二搅拌组件，第二搅拌组件包括搅拌下杆(19)，搅拌下杆(19)竖向转动连接于搅拌腔下部，壳体(1)底侧设有与搅拌下杆(19)传动连接的第二传动杆(20)，第二传动杆(20)底部连接有第二齿轮(21)；所述壳体(1)底部固装有滑轨(22)与第二导向套(23)，滑轨(22)横向设置且其上滑接有第二齿板(24)，第二齿轮(21)与第二齿板(24)啮合，第二齿板(24)一侧端活动连接有驱动连杆(25)，其另一端连接有支杆，且驱动连杆(25)的自由端铰接于电机(9)的前侧端圆盘(10)的偏心位置，支杆端部伸出第二导向套(23)。
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