论文部分内容阅读
覆铜板中绝缘层的导热性能是制约基板散热能力的关键因素。本论文以Al2O3、BN、金刚石为填料,环氧树脂为基体,制备覆铜板用高导热绝缘层。通过X射线衍射、扫描电镜、红外、差热-热重等表征手段,系统地研究了填料的种类、填充量、表面处理等因素对复合材料绝缘层的结构与性能的影响。主要内容如下: (1)实验基本工艺参数的确定:以70%不规则Al2O3为填料,环氧树脂为基体,丁酮为溶剂,制备绝缘层。研究发现,绝缘胶的粘度和脱气方式对所得绝缘层的外观平整度影响较大,控制绝缘胶的粘度在2500~3500mPa·s范围内,于0.09MPa的压力下脱气3min,连续三次,可得光滑、平整、无气孔的绝缘层。通过DSC测试得出最佳固化温度和时间为170℃、3h。 (2)研究填料的种类、填充量、形貌等对绝缘层导热性能的影响。分别以不规则Al2O3、球形Al2O3、BN、金刚石为填料制备了不同填充量的绝缘层,结果表明:同种填料,绝缘层的导热系数随填充量的增加而增大,但填充量增大到一定值后,绝缘胶的粘度太大,不能成膜。不同填料,填料本征导热系数越大,所得绝缘层的导热系数越大,当填充量为70%时,以金刚石为填料制备的绝缘层导热系数最高,达3.652W/(m·K)。对比不规则Al2O3与球形Al2O3,相同填充量下,球形Al2O3所得绝缘层的导热系数较高。将不规则Al2O3分别与BN、金刚石混合,Al2O3填充量保持50%不变,金刚石为20%时,导热系数最高,为2.478W/(m·K)。 (3)以不规则Al2O3为填料,分别用KH550、KH560和OP-10对其进行表面处理,研究添加剂对绝缘层导热性能的影响。经过处理后,绝缘层导热系数均有所提高,其中OP-10效果最佳。当OP-10添加量3%时,与未经处理的绝缘层相比,所得绝缘层的导热系数由原来的1.326W/(m·K)提高到2.041W/(m·K)。 (4)对绝缘层的体积/表面电阻率、击穿电压、剥离强度、热稳定性、热冲击性能进行了测试与分析,结果表明:所得绝缘层性能均能满足实际使用要求。