Теплопроводящий диэлектрический компаунд

Изобретение относится к области теплопроводящих диэлектрических материалов и может быть использовано для электрической изоляции и обеспечения отвода тепла от элементов радиоэлектронной аппаратуры. Теплопроводящий диэлектрический компаунд содержит полимерное связующее и порошкообразный наполнитель. Для повышения теплопроводности и механической прочности в качестве полимерного связующего используют эпоксикремнийорганическую смолу СЭДМ-2 с содержанием кремния не менее 5% и эпоксидных групп не менее 14%, в качестве порошкообразного наполнителя - алмаз синтетический АС6 100/80 и дополнительно содержит низкомолекулярную полиамидную смолу Л-20, представляющую собой аддукт полиаминов с кислотами растительных масел, при определенном соотношении компонентов. 2 табл.

 

Изобретение относится к области теплопроводящих диэлектрических материалов и может быть использовано для электрической изоляции и обеспечения отвода тепла от элементов радиоэлектронной аппаратуры, например диодов, транзисторов, конденсаторов.

Известна «Теплопроводящая клеевая композиция» [RU 2388779 С1, опубл. 10.05.2010, МПК C098J 163/00], содержащая эпоксидную диановую смолу, моноглицидиловый эфир бутилцеллозольва марки Лопроксид 301, триглицидиловый эфир полиоксипропилентриола, нитрид бора, низкомолекулярную полиамидную смолу. Кроме того, она дополнительно содержит отвердитель этилендиаминометилфенол АФ-2, а в качестве триглицидилового эфира полиоксипропилентриола используется Лапроксид 703 при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Эпоксидная диановая смола 10,0-14,0
Триглицидиловый эфир полиоксипропилентриола
Лапроксид 703 12,0-14,0
Моноглицидиловый эфир бутилцеллозольва
Лапроксид 301 10,0-14,0
Этилдиаминометилфенол АФ-2 3,0-5,0
Нитрид бора 30,0-55,0
Полиамидная смола 7,5-12,0

Однако она имеет рабочую температуру не выше +120°C и недостаточную теплопроводность (3,3-3,6 Вт/(м×К)), многокомпонентная и трудоемка в приготовлении.

Известна «Композиция для эластичного теплопроводного клея» [RU 2568736 С1, опубл. 20.11.2015, МПК C098J 163/00], включающая триглицидиловый эфир полиоксипропилентриола, алифатические амины, низкомолекулярную смолу, теплопроводный наполнитель - нитрид бора, а также или диглицидиловые эфиры гомоолигомера эпихлоргидрина и/или 1,4-бутандиола при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Триглицидиловый эфир полиоксипропилентриола 5,0-36,0
Диглицидиловый эфир 1,4-бутандиола 0-30,0
Диглицидиловый эфир гомоолигомера эпихлоргидрина 0-45,0
Алифатические амины 6,0-10,0
Низкомолекулярная полиамидная смола 18,0-30,0
Нитрид бора 55,0-75,0

Однако она имеет недостаточную теплопроводность (1,8 Вт/(м×К)).

Известна «Термостойкая клеевая композиция» [RU 2061727 С1, опубл. 10.06.1996, МПК C098J 163/00] для использования в радиоэлектронной и др. отраслях промышленности, включающая эпоксикремнийорганическую смолу, малеинимид, неорганический порошкообразный наполнитель. В качестве эпоксикремнийорганической смолы в ней используют продукт взаимодействия эпоксидной диановой смолы с кремнийорганическим или кремнийтитанорганическим соединением, содержащий 2-5% Si 12-16% эпоксидных групп и 1,5-2% Ti соответственно и в качестве малеинимида продукт взаимодействия 4,4''-[бис-4(n-аминофенокси)фенил]пропана или ароматического олигоамина с малеиновым ангидридом при следующем соотношении компонентов композиции, мас. ч.:

Эпоксикремнийорганическая смола 100
Малеинимид 15-35
Неорганический порошкообразный наполнитель 30-80

Недостатком указанной композиции является недопустимая для некоторых радиоэлементов высокая температура отверждения (+250°C), низкая теплопроводность из-за выбранных наполнителей и их теплопроводных свойств (нитрид бора, карбид кремния, кварц и их смеси).

Известна «Диэлектрическая паста», содержащая мелкодисперсный алмазный порошок с органическим связующим [RU 2052850 С1, опубл. 20.01.1996, МПК Н01В 3/08] с высокой теплопроводностью (15-25 Вт/(м×К)) для использования в толстопленочной технологии при формировании на подложке элементов с сосредоточенными и/или распределенными параметрами с температурой вжигания 820-850°C. Однако она не может использоваться для электроизоляции и отвода тепла от элементов в радиоэлектронной технике, не выдерживающих таких высоких температур.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому теплопроводящему диэлектрическому компаунду является «Теплопроводящий электроизоляционный заливочный силиконовый компаунд НОМАКОН™ КПТД-1/2» [ТУ РБ 100009933.004-2001], включающий керамический теплопроводящий диэлектрический наполнитель в виде микропорошков оксидной и нитридной керамики, спеченных по уникальной технологии в среде высокоочищенного азота при температуре выше 1200°C, которые распределены в эластичной матрице - в термостойком силиконовом каучуке.

Несмотря на широкий диапазон рабочих температур (-60 ÷ +250)°C и высокие электроизоляционные свойства (15 кВ/мм при переменном напряжении), он имеет низкую теплопроводность (0,7-0,9 Вт/(м×К)), недостаточную прочность.

Технической проблемой заявляемого изобретения является достижение возможности получения механически прочного теплопроводящего диэлектрического компаунда.

Техническим результатом предлагаемого теплопроводящего диэлектрического компаунда является повышение теплопроводности, механической прочности.

Сущность изобретения состоит в том, что теплопроводящий диэлектрический компаунд содержит полимерное связующее и порошкообразный наполнитель.

Новым в предлагаемом изобретении является то, что в качестве полимерного связующего используется эпоксикремнийорганическая смола СЭДМ-2 с содержанием кремния не менее 5%, эпоксидных групп не менее 14% (ОСТ 6-05-448-95 с изм. 1), в качестве порошкообразного наполнителя - алмаз синтетический АС6 100/80 (ГОСТ 9206-80), дополнительно используется низкомолекулярная полиамидная смола Л-20 (ТУ 6-06-1123-98), представляющая собой аддукт полиаминов с кислотами растительных масел, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Эпоксикремнийорганическая смола СЭДМ-2 90-110
Полиамидная смола Л-20 45-55
Порошок алмазный синтетический АС6 100/80 290-360

Композиция готовится простым смешиванием компонентов и отверждением при температуре 25±10°C в течение 24 часов, затем при температуре 80±10°C в течение 4 часов.

В таблице 1 приведены составы предлагаемого компаунда.

Указанный диапазон выбран вследствие того, что при уменьшении смолы СЭДМ-2 происходит увеличение вязкости и образуется рыхлая пористая структура, теплопроводные и диэлектрические свойства ухудшаются.

При увеличении порошка синтетического образуется густая неоднородная структура, что ухудшает диэлектрические и механические свойства.

При увеличении количества смолы Л-20 уменьшается жизнеспособность компаунда, а при уменьшении - не происходит полного отверждения.

В таблице 2 приведены результаты сравнительных свойств прототипа и заявленного теплопроводящего диэлектрического компаунда.

Как видно из данных, приведенных в таблице 2, предлагаемый теплопроводный диэлектрический компаунд при сохранении электропрочности имеет ряд преимуществ:

- более теплопроводный (5-6 Вт/(м×К) против 0,7-0,9 Вт/(м×К));

- более механически прочен (80-90 кгс/см2 против 15-17 кгс/см2).

Теплопроводящий диэлектрический компаунд, содержащий полимерное связующее и порошкообразный наполнитель, отличающийся тем, что в качестве полимерного связующего он содержит эпоксикремнийорганическую смолу СЭДМ-2, имеющую не менее 5% кремния и не менее 14% эпоксидных групп, в качестве порошкообразного наполнителя - алмаз синтетический АС6 100/80 и дополнительно содержит низкомолекулярную полиамидную смолу Л-20, представляющую собой аддукт полиаминов с кислотами растительных масел, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Эпоксикремнийорганическая смола СЭДМ-2 90-110
Полиамидная смола Л-20 45-55
Порошок алмазный синтетический АС6 100/80 290-360



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к производству жидкостных охладителей для устройств с высокой плотностью мощности с большим выделением тепла для применения в электротехнической, радиоэлектронной, автомобильной промышленности, в установках индукционного нагрева металла.

Изобретение относится к области теплопроводящих диэлектрических композиций и может быть использовано в приборостроении для герметизации элементов радиоэлектронной аппаратуры, например транзисторов, диодов, конденсаторов.

Настоящее изобретение относится к полупроводниковому прибору для поверхностного монтажа. Устройство с одним или несколькими приборами для поверхностного монтажа, смонтированными на несущей подложке, причем полупроводниковый прибор для поверхностного монтажа содержит один полупроводниковый элемент, смонтированный на подложке (1) прибора или интегрированный в подложку (1) прибора, причем подложка (1) прибора имеет верхнюю поверхность и нижнюю поверхность и имеет одну или несколько контактных площадок (2) электрического соединения первой высоты и одну площадку (3) теплового контакта второй высоты, расположенные на нижней поверхности подложки (1) прибора, вторая высота площадки (3) теплового контакта больше, чем первая высота контактной площадки (площадок) (2) электрического соединения, площадка (3) теплового контакта отделена от площадки (площадок) (2) электрического контакта канавкой или зазором, упомянутая несущая подложка содержит металлическую пластину (7) или слой металлической основы, покрытый диэлектрическим слоем (8), на котором расположен электропроводящий слой (9), причем упомянутый электропроводящий слой (9) и упомянутый диэлектрический слой (8) не присутствуют или удалены под площадкой (3) теплового контакта упомянутого прибора и под частью упомянутой канавки или упомянутого зазора, при этом упомянутая площадка (3) теплового контакта соединена термически посредством слоя (5) межсоединений теплового контакта с металлической пластиной (7) или слоем металлической основы, а упомянутые контактные площадки (2) электрического соединения соединены электрически посредством слоя (5) межсоединений электрического контакта с электропроводящим слоем (9), при этом разница по высоте первой высоты и второй высоты равна сумме толщин электропроводящего слоя (9) и диэлектрического слоя (8).

Использование: для монтажа и демонтажа, по крайней мере, одной полупроводниковой микросхемы. Сущность изобретения заключается в том, что корпус микросхемы состоит из фланца и подложки с размещением, по крайней мере, одной микросхемы и подложки на одной стороне фланца, фланец изготавливается из электро- и теплопроводного материала, при этом сборный корпус микросхемы содержит, по крайней мере, одно охлаждающее устройство, а также электрическую изоляцию между выводами, по крайней мере, одной микросхемы и, по крайней мере, одним охлаждающим устройством.

Изобретение может применяться для охлаждения группы тепловыделяющих элементов, размещенных на печатной плате. Технический результат - обеспечение эффективного отвода тепла при минимизации объемов конструкции, отсутствии необходимости использования внутри устройства принудительной циркуляции воздуха, обеспечение электромагнитного экранирования печатной платы с установленными электронными компонентами при ограничениях по толщине устройства.

Изобретение относится к твердотельной электронике, в частности к теплоотводам полупроводниковых приборов повышенной мощности, а также может быть использовано в различных теплотехнических устройствах, работающих с большими удельными тепловыми нагрузками.

Изобретение относится к твердотельной электронике, в частности к теплоотводам полупроводниковых приборов повышенной мощности, и может быть использовано в различных теплотехнических устройствах, работающих с большими удельными тепловыми нагрузками.

Изобретение относится к твердотельной электронике, в частности к теплоотводам полупроводниковых приборов повышенной мощности, и может быть использовано в различных теплотехнических устройствах, работающих с большими удельными тепловыми нагрузками.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для изготовления осветительных приборов. Техническим результатом является расширение арсенала технических средств.

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к охлаждению тепловыделяющих элементов электронной аппаратуры. Технический результат - обеспечение высокоэффективного отвода тепла от каждого из собранных в модуль полупроводниковых светодиодов при минимальном значении сопротивления теплопередаче и минимальном влиянии неконденсированных примесей.

Изобретение относится к области теплопроводящих диэлектрических материалов и может быть использовано для электрической изоляции и обеспечения отвода тепла от элементов радиоэлектронной аппаратуры. Теплопроводящий диэлектрический компаунд содержит полимерное связующее и порошкообразный наполнитель. Для повышения теплопроводности и механической прочности в качестве полимерного связующего используют эпоксикремнийорганическую смолу СЭДМ-2 с содержанием кремния не менее 5 и эпоксидных групп не менее 14, в качестве порошкообразного наполнителя - алмаз синтетический АС6 10080 и дополнительно содержит низкомолекулярную полиамидную смолу Л-20, представляющую собой аддукт полиаминов с кислотами растительных масел, при определенном соотношении компонентов. 2 табл.

Наверх