本发明涉及导热材料技术领域，具体是涉及一种用于半导体的复合散热材料及其制备方法。
背景技术：
led是建立在半导体晶体管上的半导体发光二极管，随着技术的发展和需求的延伸，led的光通量和出光效率不断提高，成组使用的功率型led构成大功率led照明光源已广泛应用在日常生活以及工业生产中。在实际环境下，成组使用的led芯片模组排成一定形式的阵列焊接在专用的基板上，led工作时会产生热量，这些热量通过基板传导到灯壳散热翅片上，从而达到散热的目的。然而，led散热基板与灯壳散热翅片均是固体材料，接触面之间存在空气间隙，随着led向高光强、高功率方向发展，其散热问题日渐突出。
除了led外，电子器件特别是大功率化、微型化电子元器件的运行过程中都会有大量的热量产生，若散热不及时，积聚过多的热量将影响元器件的正常工作，严重时会使电子元器件失效甚至导致事故的发生。为了解决电子器件模块热量积累问题，提高其散热效率，通常需要在传热间隙填充导热介质，将热量传导至外壳或者散热器等。
技术实现要素：
本发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种用于半导体的复合散热材料及其制备方法，该材料具有高导热性，兼具绝缘性，很好地解决了当前半导体电子器件散热不及时的缺陷。
根据本发明的一个方面，一种用于半导体的复合散热材料，包含树脂粉末、六方氮化硼、中空氧化铝、纳米活性炭粉体、分散剂、胶黏剂和膨胀石墨，按重量份数计，所述用于半导体的复合散热材料包含90-100份树脂粉末、8-15份六方氮化硼、13-17份中空氧化铝、15-20份纳米活性炭粉体、7-13份分散剂、8-15份胶黏剂和10-15膨胀石墨。
优选地，所述纳米活性炭粉体包括纳米金属镍粉和纳米活性炭。
优选地，所述纳米金属镍粉和纳米活性炭按照质量比1：1-2的比例混合。
优选地，所述树脂粉末为聚苯乙烯树脂、聚酰胺树脂、聚苯醚树脂中的一种或多种。
优选地，所述分散剂为氧化聚乙烯蜡、聚氧乙烯醚丙烯酸酯、乙烯－醋酸乙烯共聚物中的一种或多种。
优选地，所述中空氧化铝的粒径为1-3mm，堆积密度为0.5-0.7g/cm3。
优选地，所述胶黏剂为eva热熔胶和聚乙烯醇缩醛。
优选地，所述胶黏剂中eva热熔胶和聚乙烯醇缩醛的质量比为1-2：1。
根据本发明的另一个方面，所述用于半导体的复合散热材料的制备方法，其特征在于，包括：步骤s01：将树脂粉末、六方氮化硼、中空氧化铝、纳米活性炭粉体、分散剂、胶黏剂和膨胀石墨加入高速混合机中混合制得混合材料；步骤s02：将所述混合材料送入双螺杆挤出机中熔融挤出；步骤s03：经冷却、切粒机造粒后得到所述符合散热材料。
优选地，所述纳米活性炭粉体的制备方式为将所述纳米金属镍粉和纳米活性炭在蒸馏水中混合均匀，超声分散后充分搅拌，经过滤、洗涤、干燥制得。
本发明用于半导体的复合散热材料中的膨胀石墨具有丰富的孔隙结构、高导热性能，掺杂了纳米金属粉末的纳米活性炭粉体可充分填充于膨胀石墨的孔隙中，与中空氧化铝、电绝缘性能高的六方氮化硼、树脂应用于热流密度较高的半导体电子器件中，形成绝缘的高散热表面，为电子元件提供高导热性的导热介质，可以解决电子器件模块热量积累问题。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。应当理解，以下描述仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
按重量份数计，称取95份树脂粉末、12份六方氮化硼、15份中空氧化铝、18份纳米活性炭粉体、10份分散剂、12份胶黏剂和13膨胀石墨，先将纳米活性炭粉体和膨胀石墨超声分散后充分搅拌混匀，再与其它物料一起加入高速混合机中混合后，送入双螺杆挤出机中熔融挤出，挤出料经冷却、切粒机造粒后即得用于半导体的复合散热材料，按照astmd5470中规定的方法测得所得材料的导热系数为2.73w/(m·k)。
其中，所述纳米活性炭粉体是将纳米金属镍粉和纳米活性炭按照质量比1：1.5的比例在蒸馏水中混合均匀，超声分散后充分搅拌，然后过滤、洗涤、干燥制得；所述树脂为聚苯乙烯树脂；所述分散剂为氧化聚乙烯蜡；所述中空氧化铝的粒径为1-3mm，堆积密度为0.5-0.7g/cm3；所述胶黏剂为eva热熔胶和聚乙烯醇缩醛，且eva热熔胶和聚乙烯醇缩醛的质量比为1.5：1。
实施例2
按重量份数计，称取90份树脂粉末、8份六方氮化硼、13份中空氧化铝、15份纳米活性炭粉体、7份分散剂、8份胶黏剂和10膨胀石墨，先将纳米活性炭粉体和膨胀石墨超声分散后充分搅拌混匀，再与其它物料一起加入高速混合机中混合后，送入双螺杆挤出机中熔融挤出，挤出料经冷却、切粒机造粒后即得用于半导体的复合散热材料，按照astmd5470中规定的方法测得所得材料的导热系数为2.65w/(m·k)。
其中，所述纳米活性炭粉体是将纳米金属镍粉和纳米活性炭按照质量比1：1的比例在蒸馏水中混合均匀，超声分散后充分搅拌，然后过滤、洗涤、干燥制得；所述树脂为聚苯醚树脂；所述分散剂为聚氧乙烯醚丙烯酸酯；所述中空氧化铝的粒径为1-3mm，堆积密度为0.5-0.7g/cm3；所述胶黏剂为eva热熔胶和聚乙烯醇缩醛，且eva热熔胶和聚乙烯醇缩醛的质量比为2：1。
实施例3
按重量份数计，称取100份树脂粉末、15份六方氮化硼、17份中空氧化铝、20份纳米活性炭粉体、13份分散剂、15份胶黏剂和15膨胀石墨，先将纳米活性炭粉体和膨胀石墨超声分散后充分搅拌混匀，再与其它物料一起加入高速混合机中混合后，送入双螺杆挤出机中熔融挤出，挤出料经冷却、切粒机造粒后即得用于半导体的复合散热材料，按照astmd5470中规定的方法测得所得材料的导热系数为2.71w/(m·k)。
其中，所述纳米活性炭粉体是将纳米金属镍粉和纳米活性炭按照质量比1：2的比例在蒸馏水中混合均匀，超声分散后充分搅拌，然后过滤、洗涤、干燥制得；所述树脂为聚酰胺树脂；所述分散剂为乙烯－醋酸乙烯共聚物；所述中空氧化铝的粒径为1-3mm，堆积密度为0.5-0.7g/cm3；所述胶黏剂为eva热熔胶和聚乙烯醇缩醛，且eva热熔胶和聚乙烯醇缩醛的质量比为1：1。
实施例4
按重量份数计，称取95份树脂粉末、12份六方氮化硼、15份中空氧化铝、18份纳米活性炭粉体、10份分散剂、12份胶黏剂和13膨胀石墨，先将纳米活性炭粉体和膨胀石墨超声分散后充分搅拌混匀，再与其它物料一起加入高速混合机中混合后，送入双螺杆挤出机中熔融挤出，挤出料经冷却、切粒机造粒后即得用于半导体的复合散热材料，按照astmd5470中规定的方法测得所得材料的导热系数为1.67w/(m·k)。
其中，所述纳米活性炭粉体是将纳米金属镍粉和纳米活性炭按照质量比1：0.5的比例在蒸馏水中混合均匀，超声分散后充分搅拌，然后过滤、洗涤、干燥制得；所述树脂为聚苯乙烯树脂；所述分散剂为氧化聚乙烯蜡；所述中空氧化铝的粒径为1-3mm，堆积密度为0.5-0.7g/cm3；所述胶黏剂为eva热熔胶和聚乙烯醇缩醛，且eva热熔胶和聚乙烯醇缩醛的质量比为1.5：1。
实施例5
按重量份数计，称取95份树脂粉末、15份中空氧化铝、18份纳米活性炭粉体、10份分散剂、12份胶黏剂和13膨胀石墨，先将纳米活性炭粉体和膨胀石墨超声分散后充分搅拌混匀，再与其它物料一起加入高速混合机中混合后，送入双螺杆挤出机中熔融挤出，挤出料经冷却、切粒机造粒后即得用于半导体的复合散热材料，按照astmd5470中规定的方法测得所得材料的导热系数为2.01w/(m·k)。
其中，所述纳米活性炭粉体是将纳米金属镍粉和纳米活性炭按照质量比1：1.5的比例在蒸馏水中混合均匀，超声分散后充分搅拌，然后过滤、洗涤、干燥制得；所述树脂为聚苯乙烯树脂；所述分散剂为氧化聚乙烯蜡；所述中空氧化铝的粒径为1-3mm，堆积密度为0.5-0.7g/cm3；所述胶黏剂为eva热熔胶和聚乙烯醇缩醛，且eva热熔胶和聚乙烯醇缩醛的质量比为1.5：1。
实施例6
按重量份数计，称取95份树脂粉末、12份六方氮化硼、18份纳米活性炭粉体、10份分散剂、12份胶黏剂和13膨胀石墨，先将纳米活性炭粉体和膨胀石墨超声分散后充分搅拌混匀，再与其它物料一起加入高速混合机中混合后，送入双螺杆挤出机中熔融挤出，挤出料经冷却、切粒机造粒后即得用于半导体的复合散热材料，按照astmd5470中规定的方法测得所得材料的导热系数为1.78w/(m·k)。
其中，所述纳米活性炭粉体是将纳米金属镍粉和纳米活性炭按照质量比1：1.5的比例在蒸馏水中混合均匀，超声分散后充分搅拌，然后过滤、洗涤、干燥制得；所述树脂为聚苯乙烯树脂；所述分散剂为氧化聚乙烯蜡；所述中空氧化铝的粒径为1-3mm，堆积密度为0.5-0.7g/cm3；所述胶黏剂为eva热熔胶和聚乙烯醇缩醛，且eva热熔胶和聚乙烯醇缩醛的质量比为1.5：1。
实施例7
按重量份数计，称取95份树脂粉末、12份六方氮化硼、15份中空氧化铝、18份纳米活性炭粉体、10份分散剂、12份胶黏剂，将各物料一起加入高速混合机中混合后，送入双螺杆挤出机中熔融挤出，挤出料经冷却、切粒机造粒后即得用于半导体的复合散热材料，按照astmd5470中规定的方法测得所得材料的导热系数为1.12w/(m·k)。
其中，所述纳米活性炭粉体是将纳米金属镍粉和纳米活性炭按照质量比1：1.5的比例在蒸馏水中混合均匀，超声分散后充分搅拌，然后过滤、洗涤、干燥制得；所述树脂为聚苯乙烯树脂；所述分散剂为氧化聚乙烯蜡；所述中空氧化铝的粒径为1-3mm，堆积密度为0.5-0.7g/cm3；所述胶黏剂为eva热熔胶和聚乙烯醇缩醛，且eva热熔胶和聚乙烯醇缩醛的质量比为1.5：1。
实施例8
按重量份数计，称取95份树脂粉末、12份六方氮化硼、15份中空氧化铝、18份纳米活性炭粉体、10份分散剂、12份胶黏剂和13膨胀石墨，先将纳米活性炭粉体和膨胀石墨超声分散后充分搅拌混匀，再与其它物料一起加入高速混合机中混合后，送入双螺杆挤出机中熔融挤出，挤出料经冷却、切粒机造粒后即得用于半导体的复合散热材料，按照astmd5470中规定的方法测得所得材料的导热系数为1.86w/(m·k)。
其中，所述纳米活性炭粉体是将纳米金属镍粉和纳米活性炭按照质量比1：3的比例在蒸馏水中混合均匀，超声分散后充分搅拌，然后过滤、洗涤、干燥制得；所述树脂为聚苯乙烯树脂；所述分散剂为氧化聚乙烯蜡；所述中空氧化铝的粒径为1-3mm，堆积密度为0.5-0.7g/cm3；所述胶黏剂为eva热熔胶和聚乙烯醇缩醛，且eva热熔胶和聚乙烯醇缩醛的质量比为1.5：1。
实施例9
按重量份数计，称取95份树脂粉末、12份六方氮化硼、15份中空氧化铝、10份纳米活性炭粉体、10份分散剂、12份胶黏剂和20膨胀石墨，先将纳米活性炭粉体和膨胀石墨超声分散后充分搅拌混匀，再与其它物料一起加入高速混合机中混合后，送入双螺杆挤出机中熔融挤出，挤出料经冷却、切粒机造粒后即得用于半导体的复合散热材料，按照astmd5470中规定的方法测得所得材料的导热系数为1.57w/(m·k)。
其中，所述纳米活性炭粉体是将纳米金属镍粉和纳米活性炭按照质量比1：1.5的比例在蒸馏水中混合均匀，超声分散后充分搅拌，然后过滤、洗涤、干燥制得；所述树脂为聚苯乙烯树脂；所述分散剂为氧化聚乙烯蜡；所述中空氧化铝的粒径为1-3mm，堆积密度为0.5-0.7g/cm3；所述胶黏剂为eva热熔胶和聚乙烯醇缩醛，且eva热熔胶和聚乙烯醇缩醛的质量比为1.5：1。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。