液晶环氧树脂导热电子封装材料的制备与性能研究

发布时间：2018-04-29 04:32

  本文选题：环氧树脂 + 液晶聚合物　； 参考：《深圳大学》2015年硕士论文

【摘要】：在电子封装材料中,环氧树脂是最常用的材料之一,但是,纯环氧树脂材料由于存在热导率低、脆性大、损耗模量低、耐热性不够高等缺点,已经远远无法满足现代高性能电子封装技术的要求。通过液晶聚合物与环氧树脂混合,再用高导热的无机导热填料填充改性环氧树脂是发展方向之一,开展这方面的研究对于材料热导率、热稳定性和力学性能的提高及其在电子封装材料等领域中的应用具有重要意义。本文以对羟基苯甲酸、4,4′-二羟基联苯、环氧氯丙烷等为主要原料,经过酯化、环氧化等方法逐步合成了液晶酯类聚合物(EP2),红外和核磁表征分析结果显示合成的聚合物和目标产物谱图结果基本一致。在偏光显微镜下观察液晶酯类聚合物,发现EP2在150-170℃之间出现反光折射现象,随着温度的升高,视野开始变暗,反光折射现象消失。这种现象表明EP2在一定的温度下具有良好的液晶性。用液晶聚合物与E51环氧树脂共混、固化制备一系列EP2质量含量不同的复合材料,研究发现,当EP2的质量含量为30%时,复合材料的热导率达到了0.36W/(m?K),是纯的E51环氧树脂的3倍。Al_2O_3是一种比较常见的导热填料材料,但微纳米Al_2O_3由于颗粒较细,具有较高的表面能和比表面积,容易团聚,这对复合材料的综合性能有很大的影响,因此需要对Al_2O_3改性。本文用3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)对Al_2O_3改性。通过红外光谱分析,发现KH550和IPDI改性Al_2O_3都是通过化学反应接枝到Al_2O_3表面上,而且IPDI与Al_2O_3的反应程度比KH550与Al_2O_3的反应程度大。改性后的Al_2O_3的分散性要比未改性的Al_2O_3好,KH550改性Al_2O_3的分散性要比IPDI改性的Al_2O_3的好。改性后的Al_2O_3填充到基体中,与基体的相容性要比未改性的Al_2O_3的要好,这是因为改性剂充当了连接桥的作用,一端连接Al_2O_3,另外一端与基体反应,提高了Al_2O_3与基体的相容性。分别用Al_2O_3、KH550-Al_2O_3、IPDI-Al_2O_3与EP2/环氧树脂共混,制备一系列复合材料,EP2/环氧树脂、Al_2O_3/EP2/环氧树脂、KH550-Al_2O_3/EP2/环氧树脂和IPDI-Al_2O_3/EP2/环氧树脂。研究发现,改性后的Al_2O_3的复合材料的储能模量比未改性的Al_2O_3的复合材料的高,用IPDI改性的Al_2O_3的复合材料的储能模量要比用KH550改性的总体要高;不同配比的复合材料的玻璃化温度都随着Al_2O_3的含量的增加而降低;损耗模量随Al_2O_3的含量的增加而增大;拉伸强度和冲击强度都随着Al_2O_3的含量的增加而增大,不同的是改性后的Al_2O_3复合材料的拉伸强度和冲击强度要比未改性的高;随着Al_2O_3的含量的增大,不同配比的复合材料的热导率都随之增大,但是,改性后的Al_2O_3复合材料的热导率比未改性的复合材料要高,IPDI改性的复合材料的热导率要比KH550改性要高,IPDI改性的复合材料的最高热导率为1.03W/(m?K),是纯的环氧树脂的5.7倍。
[Abstract]:Among the electronic packaging materials, epoxy resin is one of the most commonly used materials. However, pure epoxy resin materials have the disadvantages of low thermal conductivity, high brittleness, low loss modulus, low heat resistance and so on. It is far from being able to meet the requirements of modern high-performance electronic packaging technology. It is one of the development directions to mix liquid crystalline polymer with epoxy resin and then fill the epoxy resin with inorganic thermal conductive filler with high thermal conductivity. The improvement of thermal stability and mechanical properties and their applications in electronic packaging materials are of great significance. In this paper, the main raw materials, such as 4-hydroxy benzoic acid, 4-dihydroxy biphenyl and epichlorohydrin, were esterified. The liquid crystal ester (EP2N) was synthesized step by step by epoxidation. The results of IR and NMR analysis showed that the spectra of the synthesized polymer and the target product were basically consistent. The liquid crystal ester polymers were observed under a polarizing microscope. It was found that the reflective refraction of EP2 occurred between 150 鈩，

本文编号：1818412