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电子、电气、集成电路等领域不断向“高速度、高密度、低功耗以及低成本”的方向发展,需要环氧塑封料具备高导热、高绝缘等性能。本文从环氧塑封料基材配方、导热粉体表面处理、导热粉体选择与复配等方面开展研究,期望制备导热系数达到2.5W/(m·K)以上、绝缘与加工性能良好的环氧塑封料,主要研究内容如下:(1)环氧塑封料基材配方。邻甲酚醛环氧树脂(NPCN-702)、联苯环氧树脂(BNPE-3501LL)、双酚A型环氧树脂(E-12)为环氧基材,线型酚醛2123、线型酚醛2402树脂为固化剂,2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)、2-甲基咪唑(2-MZ)为固化促进剂,研究它们的相互固化关系。结果发现邻甲酚醛环氧树脂、线型酚醛树脂2402、DMP-30固化促进剂为合适的原料组合,环氧树脂环氧值与固化剂羟值的摩尔比为1:0.8,DMP-30的质量分数为0.5wt%。(2)导热填料表面处理。采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)对粉体进行表面处理,考察硅烷偶联剂种类、用量对表面改性的影响。红外光谱(FTIR)、热失重(TG)结果表明,KH550、KH560均以共价键的方式成功接枝到填料表面。以改性硅微粉为填料制备环氧塑封料,导热系数、体积电阻率、击穿电压强度的实验结果显示KH550的改性效果较好,KH550的合适用量为0.6wt%。(3)硅微粉/SiC晶须复配。填料的质量分数保持75%,随SiC晶须用量的增大,塑封料的导热系数增加,而绝缘性能降低;硅微粉与SiC晶须的质量比为60:15时,塑封料的导热系数达到1.28W/(m·K),比硅微粉单一填充提高了22%。(4)Al2O3体系。以5μm、10μm、20μm的Al2O3分别制备塑封料,随Al2O3用量增大,塑封料的导热系数增加幅度较小,绝缘性能降低。10μm Al2O3所制备塑封料的综合性能较好,其填充质量分数为75%时,塑封料的导热系数为1.18W/(m·K)、击穿电压强度为19.6k V/mm。以球形Si O2改善Al2O3塑封料的绝缘性能,保持总的填料质量分数为75%,10μm Al2O3与球形Si O2的质量比为67.5:7.5时,塑封料的击穿电压强度提升至26.4k V/mm,导热系数为1.21W/(m·K)。(5)AlN体系。随AlN用量增大,塑封料的导热系数增加幅度较小,当填充质量分数为75%时,导热系数为1.37W/(m·K)。以5μm、10μm、20μm BN与AlN复配提升塑封料的导热系数,扭矩随着粒径的增加而增加,当10μm BN与AlN质量比为15:60时,导热系数为2.16W/(m·K),导热系数提高明显,击穿电压强度为29.4k V/mm。利用SiC晶须与AlN、BN复配制备塑封料,由于晶须的棒状结构与片状BN以及椭球形AlN的形貌作用,导热系数在AlN:10μm BN:Si晶须质量比为55:15:5时,导热系数为2.56W/(m·K),达到预计目标。