球形二氧化硅微粒表面特性调控对电子封装用环氧树脂复合材料性能的影响

摘要

系统研究了硅烷偶联剂（SCA）界面改性对二氧化硅微粒/环氧树脂复合材料性能的影响.通过表面能谱分析验证了硅烷偶联剂在二氧化硅微粒表面的成功接枝，并制备了高填料含量（质量分数，50%）的环氧树脂基封装膜，对比了SiO₂改性前后所得复合材料的综合性能.研究结果表明：由于环氧基团参与树脂交联反应，γ-（2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷（KH-560）显著提升了界面结合强度，对应复合材料的玻璃化转变温度（170.38℃）、导热系数（0.15 W/mK）及拉伸强度（102.79 MPa）均最高；由于苯环的疏水性与共轭效应，N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷（KBM-573）赋予复合材料最大的水接触角（114.9°），但力学性能略低；由于氨基极性，γ-氨丙基三甲氧基硅烷（KH-540）改性体系导致材料介电性能与疏水性改善有限.研究结果表明，改性二氧化硅微粒对“力学-热学-电学”性能具有协同作用，为电子封装材料的性能定向优化提供了理论依据.

关键词

硅烷偶联剂 / 二氧化硅微粒改性 / 电子封装 / 环氧树脂 / 介电损耗