本發(fā)明涉及印制電路板灌封膠技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種介電絕緣性能穩(wěn)定的PCB電路板用有機(jī)硅電子灌封膠。
背景技術(shù)：
隨著電子科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，電子元件、器件、儀器以及儀表在電子工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。由于許多電子設(shè)備的工作環(huán)境復(fù)雜多變，有時(shí)甚至?xí)龅綐O端惡劣的自然條件，為保護(hù)電子元件和集成電路不受工作環(huán)境影響，提高電子器件的電氣性能和穩(wěn)定性，嘗嘗需要對(duì)電子設(shè)備進(jìn)行灌封保護(hù)。灌封是電子器件組裝的重要工序之一，它是將灌封材料用機(jī)械或者手工等方法填充到電子器件的空隙中，在一定條件下加工成型，使器件內(nèi)部的電子元件和線路與環(huán)境隔離的操作工藝。目前，電子元件和集成電路正向高性能、密集化、高精度以及大功率的方向快速發(fā)展，這必然導(dǎo)致電子器件的發(fā)熱量大幅提高。同時(shí)，電子器件的小型化又使其散熱空間急劇減小，散熱通道比較擁擠，導(dǎo)致熱量大量積聚，如果熱量不能及時(shí)有效的傳導(dǎo)出去，將會(huì)使電路的工作溫度迅速上升，導(dǎo)致電子器件失效的可能性成倍增加，嚴(yán)重影響電子器件的穩(wěn)定性和可靠性，甚至?xí)s短電子設(shè)備的使用壽命。因此，用于電子器件的灌封材料不僅要有良好的電絕緣性能還應(yīng)具有較高的導(dǎo)熱能力，為了避免高電壓和放電等工作條件下引發(fā)灌封材料著火，還要求灌封材料具有良好的阻燃性能，此外，為了防止水分和有害氣體通過(guò)電子器件之間的縫隙引起電路板的污染和腐蝕，灌封材料海英具有良好的粘結(jié)性能。有機(jī)硅材料具有優(yōu)異的電絕緣性能，尤其是加成型有機(jī)硅灌封膠固化時(shí)催化劑的用量較少，無(wú)副產(chǎn)物產(chǎn)生，固化物的尺寸穩(wěn)定性高，線性收縮率低，化學(xué)穩(wěn)定性好，因而發(fā)展前景廣泛，但是普通的有機(jī)硅灌封膠存在熱導(dǎo)率低、阻燃性和粘結(jié)性能差等缺點(diǎn)，嚴(yán)重影響了應(yīng)用范圍，雖然通過(guò)大量添加導(dǎo)熱填料、阻燃劑和粘接劑可以改善灌封膠的性能，但是會(huì)對(duì)灌封膠的力學(xué)性能、加工性能產(chǎn)生不利的影響，所以研究自粘性無(wú)鹵阻燃導(dǎo)熱加成型有機(jī)硅灌封膠具有重要的理論意義和應(yīng)用前景。
黃志彬在《導(dǎo)熱透明有機(jī)硅灌封膠的制備與性能研究》一文中，通過(guò)對(duì)乙烯基硅油和含氫硅油的結(jié)構(gòu)特性、與補(bǔ)強(qiáng)填料體系相容性、增粘劑的種類等進(jìn)行研究，制備了具備良好力學(xué)性能、光學(xué)性能和粘接性能的有機(jī)硅灌封膠，研究了VMQ硅樹(shù)脂、納米二氧化硅、增粘劑等對(duì)灌封膠性能的影響，在此基礎(chǔ)上，添加導(dǎo)熱填料納米氧化鋁和納米氧化鋅，制備了具備高強(qiáng)度、高熱導(dǎo)率和高透光率的有機(jī)硅灌封膠，并且研究了納米粒子、偶聯(lián)劑改性等對(duì)灌封膠性能的影響。結(jié)果表明粘度19mPa?S與3000mPa?S的端乙烯基硅油以質(zhì)量比8:100復(fù)配作為基礎(chǔ)聚合物，添加活性氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%的含氫硅油，使摩爾比n（Si-H）：n（Si-Vi）為1.2，VMQ硅樹(shù)脂的用量為30phr時(shí)制備最優(yōu)綜合性能的LED灌封膠，利用加成反應(yīng)合成了不同種類的增粘劑DA、DAVE和DAVM，其中DAVM的灌封膠具備最佳的粘接性能和光學(xué)性能，對(duì)導(dǎo)熱填料進(jìn)行表面硅烷化處理，灌封膠的熱導(dǎo)率和折射率逐漸上升，透光率、熱膨脹系數(shù)和體積電阻率逐漸降低，耐熱性明顯提高。但是文章中合成的灌封膠還不能滿足市場(chǎng)上PCB線路板對(duì)灌封膠的使用要求，并且各方面性能不高，必須進(jìn)一步改進(jìn)才能擴(kuò)大使用范圍。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種介電絕緣性能穩(wěn)定的PCB電路板用有機(jī)硅電子灌封膠。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種介電絕緣性能穩(wěn)定的PCB電路板用有機(jī)硅電子灌封膠，由下列重量份的原料制備制成：端乙烯基硅油-1 40-50、端乙烯基硅油-2 50-60、12%鉑催化劑0.38-0.5、乙炔基環(huán)己醇0.02-0.04、乙烯基硅樹(shù)脂25-30、1-烯丙氧基-2，3-環(huán)氧丙烷14.8-16.8、1，3，5，7-四甲基環(huán)四硅氧烷23-25、硅烷偶聯(lián)劑A1712.7-3.6、含氫硅油適量、云母粉2.6-3、瓷粉1.8-3、聚二甲基硅氧烷0.2-0.3、羧基膠乳4.6-5、聚乙烯醇1.1-1.6、去離子水適量。
所述一種介電絕緣性能穩(wěn)定的PCB電路板用有機(jī)硅電子灌封膠，由下列具體步驟制備制成：
（1）在四口燒瓶中依次加入1-烯丙氧基-2，3-環(huán)氧丙烷、1，3，5，7-四甲基環(huán)四硅氧烷和硅烷偶聯(lián)劑A171，在攪拌條件下滴加1/4的12%鉑催化劑，在40-45℃下反應(yīng)2-3h，再升高溫度至68-78℃反應(yīng)2-3h，反應(yīng)結(jié)束后將混合物減壓蒸餾，自然冷卻后備用；
（2）將云母粉和瓷粉混合后按照質(zhì)量比1：4-6加到去離子水中，在攪拌條件下每100份混合物料中加入1.5-2.5份硅烷偶聯(lián)劑和聚二甲基硅氧烷，攪拌15-30min后加入羧基膠乳和聚乙烯醇，升高溫度至40-50℃時(shí)繼續(xù)攪拌60-80min，攪拌結(jié)束后過(guò)濾、烘干，冷卻后研成微粉；
（3）在室溫下將3/4混合的端乙烯基硅油、含氫硅油、乙烯基樹(shù)脂、步驟（2）制備的產(chǎn)物和乙炔基環(huán)己醇按照比例混合，在真空動(dòng)力混合機(jī)的作用下充分?jǐn)嚢?5min制得A組分；將剩余的混合端乙烯基硅油、乙烯基硅樹(shù)脂、步驟（1）制備的產(chǎn)物和剩余12%鉑催化劑在真空動(dòng)力混合機(jī)中混合充分?jǐn)嚢?5-45min得到B組分，將A組分和B組分按照質(zhì)量比1；1在高速剪切分散的作用下進(jìn)行混合，置于真空干燥箱中（真空度為-0.1MPa）脫泡10min，倒入模具中110℃固化2h即得到有機(jī)硅灌封膠。
所述一種介電絕緣性能穩(wěn)定的PCB電路板用有機(jī)硅電子灌封膠，所述端乙烯基硅油-1的粘度為300mPa?s，乙烯基含量為1.92mol%，端乙烯基硅油-2的粘度為1000mPa?s，乙烯基含量為0.8mol%。
所述一種介電絕緣性能穩(wěn)定的PCB電路板用有機(jī)硅電子灌封膠，所述的含氫硅油中活性氫含量為0.50Wt%，并且含氫硅油的加入量為n(Si-H)：n（Si-Vi）為1.2-1.4。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：乙烯基硅油是加成型有機(jī)硅灌封膠最基本的成分之一，本發(fā)明通過(guò)選擇不同粘度系數(shù)和乙烯基含量的乙烯基硅油復(fù)配得到拉伸強(qiáng)度和硬度、斷裂伸長(zhǎng)率和彈性都較高的有機(jī)硅灌封膠，含氫硅油作為交聯(lián)劑，其活性氫含量較高時(shí)，與有機(jī)硅灌封膠的交聯(lián)密度就會(huì)較大，可以使應(yīng)力分散在更多的分子鏈上，表現(xiàn)出更高的拉伸強(qiáng)度、硬度和斷裂伸長(zhǎng)率，但當(dāng)活性氫含量太高時(shí)，交聯(lián)速度過(guò)快，分子鏈來(lái)不及形成完善的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，并且在卡斯特催化劑下也容易發(fā)生副反應(yīng)，使有機(jī)硅灌封膠中形成較多的氣泡，造成缺陷，所以本發(fā)明選擇活性氫含量為0.5Wt%較為適宜，本發(fā)明選擇乙烯基硅樹(shù)脂作為補(bǔ)強(qiáng)填料，是因?yàn)榫哂幸蚁┗慷?、外層被有機(jī)團(tuán)覆蓋、分子量小的特點(diǎn)，并且與有機(jī)硅灌封膠具有良好的分散和相容性，能夠保持較好的流動(dòng)性和透明性，并且還可以與含氫硅油發(fā)生硅氫加成反應(yīng)，能夠提高灌封膠的力學(xué)性能，因?yàn)橛袡C(jī)硅材料普遍的無(wú)粘接性，固化后與基材之間有空隙，長(zhǎng)時(shí)間水汽滲透導(dǎo)致出現(xiàn)電路故障，本發(fā)明利用化學(xué)反應(yīng)合成了增粘劑，能夠有效的提高有機(jī)硅灌封膠的粘結(jié)性、拉伸剪切強(qiáng)度，不影響粘度和流動(dòng)性，本發(fā)明還利用填料提高灌封膠的導(dǎo)熱性和阻燃性，然而填料與基體在分子結(jié)構(gòu)和物理性能方面存在著極大的差異，并且體系的分散性越差，灌封膠的熱導(dǎo)率提升越難，填料的表面修飾可促進(jìn)填料在基體中的分散，減少熱流方向上的界面熱阻，從而可有效的提升體系的熱導(dǎo)率等性能，采用硅烷偶聯(lián)劑和羧基膠乳對(duì)填料進(jìn)行改性處理，在其表面形成二次包覆，具有較好的相容性和分散性能，提高了灌封膠的介電絕緣、抗沖擊、阻燃等方面的性能，本發(fā)明制備的灌封膠具有良好的導(dǎo)熱、介電絕緣、抗沖擊和粘結(jié)性能，流動(dòng)性好，粘度適宜非常適合電子電器的灌封。
具體實(shí)施方式
一種介電絕緣性能穩(wěn)定的PCB電路板用有機(jī)硅電子灌封膠，由下列重量份（公斤）的原料制備制成：端乙烯基硅油-1 40、端乙烯基硅油-2 50、12%鉑催化劑0.38、乙炔基環(huán)己醇0.02、乙烯基硅樹(shù)脂25、1-烯丙氧基-2，3-環(huán)氧丙烷14.8、1，3，5，7-四甲基環(huán)四硅氧烷23、硅烷偶聯(lián)劑A171 2.7、含氫硅油適量、云母粉2.6、瓷粉1.8、聚二甲基硅氧烷0.2、羧基膠乳4.6、聚乙烯醇1.1、去離子水適量。
所述一種介電絕緣性能穩(wěn)定的PCB電路板用有機(jī)硅電子灌封膠，由下列具體步驟制備制成：
（1）在四口燒瓶中依次加入1-烯丙氧基-2，3-環(huán)氧丙烷、1，3，5，7-四甲基環(huán)四硅氧烷和硅烷偶聯(lián)劑A171，在攪拌條件下滴加1/4的12%鉑催化劑，在40℃下反應(yīng)2h，再升高溫度至68℃反應(yīng)2h，反應(yīng)結(jié)束后將混合物減壓蒸餾，自然冷卻后備用；
（2）將云母粉和瓷粉混合后按照質(zhì)量比1：4加到去離子水中，在攪拌條件下每100份混合物料中加入1.5份硅烷偶聯(lián)劑和聚二甲基硅氧烷，攪拌15min后加入羧基膠乳和聚乙烯醇，升高溫度至40℃時(shí)繼續(xù)攪拌60min，攪拌結(jié)束后過(guò)濾、烘干，冷卻后研成微粉；
（3）在室溫下將3/4混合的端乙烯基硅油、含氫硅油、乙烯基樹(shù)脂、步驟（2）制備的產(chǎn)物和乙炔基環(huán)己醇按照比例混合，在真空動(dòng)力混合機(jī)的作用下充分?jǐn)嚢?5min制得A組分；將剩余的混合端乙烯基硅油、乙烯基硅樹(shù)脂、步驟（1）制備的產(chǎn)物和剩余12%鉑催化劑在真空動(dòng)力混合機(jī)中混合充分?jǐn)嚢?5min得到B組分，將A組分和B組分按照質(zhì)量比1；1在高速剪切分散的作用下進(jìn)行混合，置于真空干燥箱中（真空度為MPa）脫泡10min，倒入模具中110℃固化2h即得到有機(jī)硅灌封膠。
所述一種介電絕緣性能穩(wěn)定的PCB電路板用有機(jī)硅電子灌封膠，所述端乙烯基硅油-1的粘度為300mPa?s，乙烯基含量為1.92mol%，端乙烯基硅油-2的粘度為1000mPa?s，乙烯基含量為0.8mol%。
所述一種介電絕緣性能穩(wěn)定的PCB電路板用有機(jī)硅電子灌封膠，所述的含氫硅油中活性氫含量為0.50Wt%，并且含氫硅油的加入量為n(SiH)：n（SiVi）為1.2。
按照實(shí)施例制備的灌封膠，對(duì)其進(jìn)行性能測(cè)試，結(jié)果如下：
熱導(dǎo)率（W/m?K）：0.64；拉伸強(qiáng)度（MPa）：3.3；剪切強(qiáng)度（MPa）：1.4；體積電阻率（Ω?cm）：2.1×1015；阻燃性(UL94；V 0)：通過(guò)；介電常數(shù)（50HZ）：3.6；伸長(zhǎng)率（%）：240。