CN102088819A - 一种新型电子电路基板及其制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型电子电路基板及其制造工艺，该新型电子电路基板为石墨基板，采用鳞片石墨或膨胀石墨的一种或混合物与酚醛树脂、环氧树脂的一种或混合物进行混合后成型。本发明给出的基板制造工艺为，(1)将重量百分比40-80％鳞片石墨或膨胀石墨的一种或混合物与20-60％酚醛树脂、环氧树脂的一种或混合物在反应釜中混合2-3小时，控制温度80-100℃；(2)混合后在热压机或者辊压机上采用模压或者辊压方式成型，温度100-200℃，时间2-10小时，压力50-300Mpa得到石墨板或者石墨片；(3)把石墨板切割或裁切为石墨基板。本发明石墨基板用于电子电路板中，导热系数不小于20W/m·k，降低了产品重量、成本及运行温度，提高了电子器件寿命和运行稳定性。

Description

一种新型电子电路基板及其制造工艺

技术领域

本发明涉及一种新型电子电路基板，特别是一种为产生高热量电子组件设计的石墨基新型电子电路基板及其制造工艺。

背景技术

随着电子工业的飞速发展，电子产品的体积尺寸越来越小，功率密度越来越大，工作时，会产生大量的热，而且由于热量释放不出，长时间在高温下进行工作，材料会很容易老化，寿命明显缩短，电子产品的热管理及散热成为制约设计的一个很重要的方面。

传统的电子电路板对于高热组件难以提供其散热。金属基电子电路板由于具有良好的导热性(导热系数大约为0.5～12W/m·k)、电气绝缘性能和机械加工性能而越来越得到广泛应用。金属基电子电路板主要由导电金属薄膜(如金、银、铜、铝、铂等)、导热绝缘层及金属基板三层组成，导电金属薄膜为线路板层，金属基板多采用铝或铜等导热材料(铝的导热系数：270W/m·k，铜的导热系数380W/m·k)，导热绝缘层多采用进口陶瓷基聚合物材料。

但是金属电子电路板也有一些不可克服的缺点：

(1)金属基板铜、铝价格居高不下。对于电子电路板加工制造业，技术已不是企业的核心竞争力，成本成为制约每个企业的瓶颈。

(2)在许多应用中，散热部件需要设置在电路板(或类此的组件)上，以散发来自板上各个组件的热量。金属基板铜、铝重量过大，板上金属的重量会增加板破裂的机会，并且也增加组件自身的重量，这对于便携式电子装置及顺应目前电子器件小型化和轻量化的趋势，尤其重要。

(3)高热量积聚的电子产品迫切需要导热系数高的基板提供散热，金属基板无法满足。

目前如何减小电路板基板的重量和成本，提高其导热系数以满足不同热管理系统的需要，已成为一个急待解决的课题。

发明内容

本发明目的是克服现有电子电路基板的缺点，顺应电子产业需求，提供了一种以石墨为导热基板的新型电子电路板。

石墨是一种很好的散热材料，其导热系数高，可达100～1000W/m·k。在相同面积下，石墨的导热系数比铜、铝高3～5倍，而重量却是铜的1/8，是铝的1/2，尤其符合电子行业的发展方向--轻薄短小高功能产品的散热要求。

国内石墨资源丰富，开采工艺简单，耗费较少。石墨原料与铜铝性能、价格对比见下表。

由表中可以看出，在同等体积下，以石墨为原料来制作散热材料，具有重量最小、原料价格便宜，导热性能好的优点。

为实现上述目的，本发明给出的石墨基新型电子电路基板为石墨基板，采用鳞片石墨或膨胀石墨的一种与酚醛树脂、环氧树脂的一种或酚醛树脂、环氧树脂混合物进行后混合成型；或采用鳞片石墨与膨胀石墨混合物与酚醛树脂、环氧树脂的一种或酚醛树脂、环氧树脂混合物进行混合成型。

在上述技术方案中，所述石墨基板构成材料组分可以有以下几种形式：

其一，将重量百分比40-80％鳞片石墨与重量百分比20-60％酚醛树脂在反应釜中混合；

其二，将重量百分比40-80％鳞片石墨与重量百分比20-60％环氧树脂在反应釜中混合；

其三，将重量百分比40-80％鳞片石墨与重量百分比20-60％酚醛树脂与环氧树脂混合物在反应釜中混合；

其四，将重量百分比40-80％膨胀石墨与重量百分比20-60％酚醛树脂在反应釜中混合；

其五，将重量百分比40-80％膨胀石墨与重量百分比20-60％环氧树脂在反应釜中混合；

其六，将重量百分比40-80％膨胀石墨与重量百分比20-60％酚醛树脂与环氧树脂混合物在反应釜中混合；

其七，将重量百分比40-80％鳞片石墨与膨胀石墨混合物与重量百分比20-60％酚醛树脂在反应釜中混合；

其八，将重量百分比40-80％鳞片石墨与膨胀石墨混合物与重量百分比20-60％环氧树脂在反应釜中混合；

其九，将重量百分比40-80％鳞片石墨与膨胀石墨混合物与重量百分比20-60％酚醛树脂与环氧树脂混合物在反应釜中混合；

上述技术方案中，所述石墨基板含碳量不低于60％，导热系数不小于20W/m·k。

为实现上述目的，本发明还给出了新型电子电路基板制造工艺，该制造工艺包括以下步骤和条件：

(1)将重量百分比40-80％鳞片石墨或膨胀石墨的一种或混合物与重量百分比20-60％酚醛树脂、环氧树脂的一种或混合物在反应釜中混合，控制温度80-100℃，混合2-3小时；

(2)混合后在热压机或者辊压机上采用模压或者辊压方式成型，温度100-200℃，时间2-10小时，压力50-300Mpa得到石墨板或者石墨片；

(3)把石墨板切割或裁切为所需大小的石墨基板。

本发明的优点为：

提供一种质量轻并具备高导热系数之电子电路基板；高导热系数得以延长电子组件之寿命；轻量化则可以减轻产品重量；制造工艺步骤简单，生产条件便于控制。

附图说明

图1是本发明石墨基板电子电路板结构示意图。

附图中，1是金属电路层，2是绝缘涂层，3是石墨基板。

具体实施方式

实施例一：

将80公斤鳞片石墨与20公斤酚醛树脂逐渐放入反应釜中，在80℃混合2小时，然后进行辊压，辊压温度为200℃，压力为180Mpa，压成石墨板，然后切割成需要大小。

采用此基板的电子电路板导热系数35W/m·k。

实施例二：

将60公斤鳞片石墨与40公斤环氧树脂逐渐放入反应釜中，在80℃混合2小时，然后放入模具中，控制温度为150℃，压力为120MPa压成石墨板，然后切割成需要大小。

采用此基板的电子电路板导热系数25W/m·k。

实施例三：

将60公斤鳞片石墨、20公斤膨胀石墨与20公斤环氧树脂逐渐放入反应釜中，在80℃混合2小时，然后放入模具中，控制温度为150℃，压力为120MPa压成石墨板，然后切割成需要大小。

采用此基板的电子电路板导热系数40W/m·k。

Claims (4)

1.一种新型电子电路基板，其特征在于：所述的电子电路基板为石墨基板，采用鳞片石墨或膨胀石墨的一种与酚醛树脂、环氧树脂的一种或酚醛树脂、环氧树脂混合物进行后混合成型；或采用鳞片石墨与膨胀石墨混合物与酚醛树脂、环氧树脂的一种或酚醛树脂、环氧树脂混合物进行混合成型。

2.根据权利要求1所述的新型电子电路基板，其特征在于，将重量百分比40-80％鳞片石墨或膨胀石墨的一种与重量百分比20-60％酚醛树脂、环氧树脂的一种或混合物在反应釜中混合；或将重量百分比40-80％鳞片石墨与膨胀石墨混合物与重量百分比20-60％酚醛树脂、环氧树脂的一种或混合物在反应釜中混合。

3.根据权利要求1所述的新型电子电路基板，其特征在于，该石墨基板含碳量不低于60％，导热系数不小于20W/m·k。

4.一种新型电子电路基板制造工艺，其特征在于：该制造工艺包括以下步骤和条件，

(1)将重量百分比40-80％鳞片石墨或膨胀石墨的一种或混合物与重量百分比20-60％酚醛树脂、环氧树脂的一种或混合物在反应釜中混合，控制温度80-100℃，混合2-3小时；

(2)混合后在热压机或者辊压机上采用模压或者辊压方式成型，温度100-200℃，时间2-10小时，压力50-300Mpa得到石墨板或者石墨片；

(3)把石墨板切割或裁切为所需大小的石墨基板。

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