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，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，如果熱量不能及時有效的傳導(dǎo)出去，將會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)硅灌封膠固化時催化劑的用量較少，無副產(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，但是會對灌封膠的力學(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，通過對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硅樹脂、納米二氧化硅、增粘劑等對灌封膠性能的影響，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硅樹脂的用量為30phr時制備最優(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上PCB線路板對灌封膠的使用要求，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℃時繼續(xù)攪拌60-80min，攪拌結(jié)束后過濾、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、乙烯基硅樹脂、步驟（1）制備的產(chǎn)物和剩余12%鉑催化劑在真空動力混合機(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，與有機(jī)硅灌封膠的交聯(lián)密度就會較大，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、硬度和斷裂伸長率，但當(dāng)活性氫含量太高時，交聯(lián)速度過快，分子鏈來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)硅材料普遍的無粘接性，固化后與基材之間有空隙，長時間水汽滲透導(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℃時繼續(xù)攪拌60min，攪拌結(jié)束后過濾、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、乙烯基硅樹脂、步驟（1）制備的產(chǎn)物和剩余12%鉑催化劑在真空動力混合機(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，對其進(jìn)行性能測試，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；介電常數(shù)（50HZ）：3.6；伸長率（%）：240。