CN102020961A - 一种led散热基板用高导热挠性铝基覆铜板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种LED散热基板用高导热挠性铝基覆铜板的制备方法,该方法主要内容包括:一种高导热环氧胶粘剂的制备,用该种高导热环氧胶粘剂涂覆在聚酰亚胺基膜的两面,一面粘接铜箔,另一面粘接铝箔,通过连续热压成型、高温后固化处理,制备成一种可以用作LED散热基板的高导热挠性铝基覆铜板。该基板具有超薄、耐高温、可挠曲、高导热、绝缘性好和剥离强度高等优点。

Description

一种LED散热基板用高导热挠性铝基覆铜板
技术领域
[0001] 本发明涉及一种高导热环氧胶粘剂及制备和应用。本发明主要应用在LED散热 基板用高导热挠性铝基覆铜板上,最大优点是高导热性和高挠曲性。属于高分子复合材 料应用领域。
技术背景 [0002] LED(Light-Emitting-Diode)是一种能够将电能转化为可见光的半导体元器件,
其下游应用领域主要是平板显示、手机显示屏、照明、红外线LED和OLED等领域。
[0003] 国内外LED产业及其市场的快速扩大,给LED原材料业的发展提供了良好机 遇。LED用原材料是发展LED的重要基础,特别是随着LED发光效率的提升,大功率 LED用的散热基板成为新材料的研发热点。
[0004] 高导热挠性铝基覆铜板是生产超薄、可挠曲、小型化LED用的散热基板基本材 料。近几年国内虽然掀起了开发高导热铝基覆铜板的热潮,但多是硬板为主,这些基板 不能挠曲和弯折,厚度一般在0.5〜10mm。例如中国专利CN101707853A,该专利所述 的发明是一种刚性的铝基覆铜板,文中没叙述该基板可以挠曲,性能测试相中也没有关 于挠曲性能的测试数据。中国专利CN101287335A则是采用电化学法形成氧化物绝缘层 的高导热电路基板,而氧化物绝缘层一般是脆性材料,不具备挠曲性,文中也没叙述该 基板可以挠曲,性能测试相中也没有相关测试数据。
[0005] 本发明专利采用增韧后的高导热绝缘环氧树脂胶和一层柔性极好的聚酰亚胺薄 膜作绝缘层,制备的一种LED散热基板用高导热挠性铝基覆铜板,既具有良好的导热性 能,又具有优异的挠曲性能和绝缘性能。
发明内容
[0006] 本发明的目的是提供一种LED散热基板用高导热挠性铝基覆铜板的制备方法。
[0007] 该高导热挠性铝基覆铜板的制备方法是:首先配制一种韧性好、剥离强度大、 绝缘性能好、耐高温的高导热环氧胶粘剂;然后用该种高导热环氧胶粘剂涂覆在聚酰 亚胺基膜的两面,一面粘接铜箔,另一面粘接铝箔,通过连续热压成型、高温后固化处 理,最后制备成一种可以用作LED散热基板的高导热挠性铝基覆铜板。
[0008] 本发明所述的一种LED散热基板用高导热挠性铝基覆铜板的制备方法,包括两 个步骤:
[0009] 第一步.配制高导热环氧胶粘剂胶:
[0010] 1、高导热环氧胶粘剂胶的配方,质量份数为:
[0011] 液态的环氧CYD-128 1.0〜15份;
[0012] 固态的环氧CYD-014 10〜50份;
[0013] 液态的羧基丁腈橡胶CTBN 1〜15份;
[0014] 固态的羧基丁腈橡胶1072 5〜30份;[0015] 低分子聚酰胺中温固化剂 1.0〜15份;
[0016] 高导热无机填料 50〜300份;
[0017] 有机溶剂 500〜1500份。
[0018] 所述的高导热环氧胶粘剂胶的优选配方,质量份数为:
[0019] 液态的环氧CYD-128 3.0〜10份;
[0020] 固态的环氧CYD-014 25〜40份; [0021 ] 液态的羧基丁腈橡胶CTBN 3〜10份;
[0022] 固态的羧基丁腈橡胶1072 10〜20份;
[0023] 低分子聚酰胺中温固化剂 5.0〜10份;
[0024] 高导热无机填料 100〜200份;
[0025] 有机溶剂 600〜1000份。
[0026] 其中,所述的低分子聚酰胺中温固化剂用下述方法制备:制法是在容器中加 入对苯二胺、马来酸酐和N,N-二甲基甲酰胺(DMF),所述的对苯二胺、马来酸酐和 DMF摩尔比为:1:1:8,在80°C温度下搅拌反应3小时,冷却到室温即制备成低分 子聚酰胺环氧固化剂。
[0027] 所述的高导热无机填料为平均粒径在0.4〜2.0 μ m的氮化铝、氮化硼、碳化硅 中的一种或二种以上的混合物。
[0028] 所述的有机溶剂为甲乙酮、正丙酮、甲苯中的一种或二种以上的混合物。
[0029] 2.高导热环氧胶粘剂胶的配制,其步骤:
[0030] 1)将高导热无机填料和溶剂混合,装入高速(3000〜5000r/min)球磨机中,分 散及研磨60〜90分钟,经过300目的滤网过滤后待用;
[0031] 2)溶解橡胶,将所述的液态的羧基丁腈橡胶CTBN和固态的羧基丁腈橡胶1072 用所述的溶剂溶解,配制成质量百分浓度为10%〜20%的橡胶溶液,待橡胶完全溶解 后,经过300目的滤网过滤待用;
[0032] 3)将所述的配方中各组分按所述的用量倒入混合罐中,搅拌混合3〜5小时,即 配制成高导热环氧胶粘剂。
[0033] 第二步、LED散热基板用高导热挠性铝基覆铜板的制备,制备方法:
[0034] 1、将上述方法制备出的高导热环氧胶粘剂涂覆在聚酰亚胺基膜的两面,然后在 已涂布胶粘剂的聚酰亚胺基膜的一面粘接铜箔,另一面粘接铝箔;其中聚酰亚胺基膜厚 度为10〜50 μ m ;铜箔的厚度为9〜35 μ m ;铝箔厚度为20〜200 μ m ;高导热环氧胶 粘剂胶膜厚度为10〜50 μ m。
[0035] 2、通过热压成型,采用连续辊压成型,其中连续辊压成型的温度为50°C〜 80°C,线压力为2〜5MPa,辊压线速度为0.5〜5米/分钟。
[0036] 3、高温后固化处理,其中高温后固化温度为135°C〜145°C,后固化时间为 60〜120分钟,即制备成一种LED散热基板用的高导热挠性铝基覆铜板。
[0037] 可用的基膜有聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚萘酯、聚四氟乙烯等,最好用的是聚 酰亚胺。本发明选用聚酰亚胺基膜,本基膜可以从市场采购,生产厂家很多,这里不做 更多限制。如美国杜邦、日本宇部、韩国SKC、台湾达迈,国产溧阳华晶、山东万达 等,厚度为10 μ m、12.5 μ m、25 μ m、50 μ m双轴拉伸聚酰亚胺薄膜。具体实施方式
[0038] 下述实施例的LED散热基板用高导热环氧胶粘剂的配制过程,其中各组份用 量,参照附表1。制备成高导热挠性铝基覆铜板的性能测试结果见表2。
[0039] 实施例1 [0040] 在IOL的容器中加入配比量的环氧树脂、已溶解好的丁腈橡胶、研磨好的无机 填料、低分子聚酰胺固化剂和有机溶剂,在室温下搅拌3〜5小时,形成均一的混合液, 通过300目滤网过滤除去少量的杂质后,就配成了高导热环氧树脂胶。
[0041] 用涂布机分别分两次在50 μ m聚酰亚胺薄膜两面涂覆上胶粘剂,经过烘道烘 烤后形成单面10 μ m的干胶,然后通过复合机在已经涂好胶的聚酰亚胺膜的两面分别 贴合铜箔和铝箔,其中复合机连续辊压成型的温度为50士2°C,线压力为2MPa,辊压 线速度为0.5米/分钟。然后放入烘箱进行后固化,经过阶梯升温,最后将温度保持在 135士2°C,保持固化时间为60分钟,制备成高导热挠性铝基覆铜板。其性能测试见表 2。
[0042] 实施例2
[0043] 高导热环氧树脂胶配方如表一中实施例2所示,环氧树脂胶的配制过程如实施 例1中所述。
[0044] 用涂布机分别分两次在35 μ m聚酰亚胺薄膜两面涂覆上胶粘剂,经过烘道烘烤 后形成单面15μιη的干胶,然后通过复合机在已经涂好胶的聚酰亚胺膜的两面分别贴合 铜箔和铝箔,其中复合机连续辊压成型的温度为60士2°C,线压力为2MPa,辊压线速度 为1米/分钟。然后放入烘箱进行后固化,经过阶梯升温,最后将温度保持在140士2°C, 保持固化时间为70分钟,制备成高导热挠性铝基覆铜板,其性能测试见表2。
[0045] 实施例3
[0046] 高导热环氧树脂胶配方如表一中实施例3所示,环氧树脂胶的配制过程如实施 例1中所述。
[0047] 用涂布机分别分两次在25 μ m聚酰亚胺薄膜两面涂覆上胶粘剂,经过烘道烘烤 后形成单面25 μ m的干胶,然后通过复合机在已经涂好胶的聚酰亚胺膜的两面分别贴合 铜箔和铝箔,其中复合机连续辊压成型的温度为65士2°C,线压力为3MPa,辊压线速度 为3米/分钟。然后放入烘箱进行后固化,经过阶梯升温,最后将温度保持在145士2°C, 保持固化时间为75分钟,制备成高导热挠性铝基覆铜板,其性能测试见表2。
[0048] 实施例4
[0049] 高导热环氧树脂胶配方如表一中实施例4所示,环氧树脂胶的配制过程如实施 例1中所述。
[0050] 用涂布机分别分两次在15 μ m聚酰亚胺薄膜两面涂覆上胶粘剂,经过烘道烘 烤后形成单面30 μ m的干胶,然后通过复合机在已经涂好胶的聚酰亚胺膜的两面分别 贴合铜箔和铝箔,其中复合机连续辊压成型的温度为70士2°C,线压力为3.5MPa,辊压 线速度为3.5米/分钟。然后放入烘箱进行后固化,经过阶梯升温,最后将温度保持在 145士2°C,保持固化时间为80分钟,制备成高导热挠性铝基覆铜板,其性能测试见表2
[0051] 实施例5[0052] 高导热环氧树脂胶配方如表一中实施例5所示,环氧树脂胶的配制过程如实施 例1中所述。
[0053] 用涂布机分别分两次在12.5 μ m聚酰亚胺薄膜两面涂覆上胶粘剂,经过烘道烘 烤后形成单面35μιη的干胶,然后通过复合机在已经涂好胶的聚酰亚胺膜的两面分别 贴合铜箔和铝箔,其中复合机连续辊压成型的温度为80士2°C,线压力为4.5MPa,辊压 线速度为4.5米/分钟。然后放入烘箱进行后固化,经过阶梯升温,最后将温度保持在 145士2°C,保持固化时间为80分钟,制备成高导热挠性铝基覆铜板,其性能测试见表2
[0054] 实施例6
[0055] 高导热环氧树脂胶配方如表一中实施例6所示,环氧树脂胶的配制过程如实施 例1中所述。
[0056] 用涂布机分别分两次在10 μ m聚酰亚胺薄膜两面涂覆上胶粘剂,经过烘道烘烤 后形成单面50 μ m的干胶,然后通过复合机在已经涂好胶的聚酰亚胺膜的两面分别贴合 铜箔和铝箔,其中复合机连续辊压成型的温度为80士2°C,线压力为5MPa,辊压线速度 为5米/分钟。然后放入烘箱进行后固化,经过阶梯升温,最后将温度保持在145士2°C, 保持固化时间为90分钟,制备成高导热挠性铝基覆铜板,其性能测试见表2
[0057] 表1 :高导热环氧胶粘剂的配方组分表
[0058]
Figure CN102020961AD00071
[0059] 表2中温固化的环氧包封膜性能测试表
[0060]
Figure CN102020961AD00081
[0061] 从表2中数据可以看出本发明的高导热环氧胶粘剂韧性好、剥离强度大、绝缘 性能好、耐高温。可以用于LED散热基板用的高导热挠性铝基覆铜板中。

Claims (11)

1. 一种高导热环氧胶粘剂,其特征是:所述的高导热环氧胶粘剂由下述的组分配制 成,其质量份数配方为:液态的环氧CYD-128 1.0〜15份;固态的环氧CYD-014 10〜50份;液态的羧基丁腈橡胶CTBN 1〜15份; 固态的羧基丁腈橡胶1072 5〜30份; 低分子聚酰胺中温固化剂 1.0〜15份; 高导热无机填料 50〜300份;有机溶剂 500〜1500份;其中所述的低分子聚酰胺中温固化剂用下述方法制得:制法是在容器中加入对苯二 胺、马来酸酐和N,N-二甲基甲酰胺,所述的对苯二胺、马来酸酐和N,N-二甲基甲酰 L : 8,在80°C温度下搅拌反应3小时,冷却到室温即制备成低分子聚2.0 μ m的氮化铝、氮化硼、碳化硅中的固态的环氧CYD-014 液态的羧基丁腈橡胶CTBN 固态的羧基丁腈橡胶1072 低分子聚酰胺中温固化剂胺摩尔比为:1 酰胺环氧固化剂所述的高导热无机填料为平均粒径在0.4 一种或二种以上的混合物;所述的有机溶剂为甲乙酮、正丙酮、甲苯中的一种或二种以上的混合物。
2.根据权利要求1所述的高导热环氧胶粘剂,其特征是:所述的高导热环氧胶粘剂 由下述的组分配制成,其质量份数配方为:液态的环氧CYD-128 3.0〜10份;25〜40份; 3〜10份; 10〜20份; 5.0〜10份;高导热无机填料 100〜200份;有机溶剂 600〜1000份。
3.根据权利要求1或2所述的高导热环氧胶粘剂的配制方法,其特征是配制步骤为:1)将高导热无机填料和溶剂混合,装入3000〜5000r/min的高速球磨机中,分散及 研磨60〜90分钟,经过300目的滤网过滤后待用;2)溶解橡胶,将所述的液态的羧基丁腈橡胶CTBN和固态的羧基丁腈橡胶1072用所 述的溶剂溶解,配制成质量百分浓度为10%〜20%的橡胶溶液,待橡胶完全溶解后,经 过300目的滤网过滤待用;3)将所述的配方中各组分按所述的用量倒入混合罐中,搅拌混合3〜5小时,即配制 成高导热环氧胶粘剂。
4.权利要求1或2所述的高导热环氧胶粘剂的应用,其特征是,所述的高导热环氧胶 粘剂应用于LED散热基板用高导热挠性铝基覆铜板上。
5.根据权利要求4所述的高导热环氧胶粘剂的应用,其特征是,所述的高导热挠性铝 基覆铜板的制备方法是将所述的高导热环氧胶粘剂涂覆在聚酰亚胺基膜的两面,一面粘 接铜箔另一面粘接铝箔,通过热压成型、高温后固化制备成一种用作LED散热基板的高 导热挠性铝基覆铜板。
6.按照权利要求5所述的高导热环氧胶粘剂的应用,其特征是,所述的聚酰亚胺基膜 的厚度为10〜50μιη。
7.按照权利要求5所述的高导热环氧胶粘剂的应用,其特征是,所述的铜箔的厚度为 9 〜35 μ m0
8.按照权利要求5所述的高导热环氧胶粘剂的应用,其特征是,所述的铝箔厚度为 20 〜200 μ m。
9.按照权利要求5所述的高导热环氧胶粘剂的应用,其特征是,所述的聚酰亚胺基膜 的两面的高导热环氧胶粘剂胶膜厚度为10〜50 μ m。
10.按照权利要求5所述的高导热环氧胶粘剂的应用,其特征是,所述的热压是,连 续辊压成型,温度为50°C〜80°C,线压力为2〜5MPa,辊压线速度为0.5〜5米/分钟。
11.按照权利要求5所述的高导热环氧胶粘剂的应用,其特征是,所述的高温后固化 温度为135°C〜145°C,后固化时间为60〜120分钟。
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