CN102371739A - 胶片及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种胶片，其包括离型基材层和环氧树脂复合材料层，所述离型基材层具有第一离型表面，所述环氧树脂复合材料层形成于所述第一离型表面，所述环氧树脂复合材料层由环氧树脂复合材料组成，所述环氧树脂复合材料包括端羧基聚合物改性的环氧树脂和多个掺杂于所述环氧树脂中的导热颗粒，所述多个导热颗粒均为球形，且其直径等于所述环氧树脂复合材料层的厚度，所述环氧树脂复合材料的粘度为25000厘泊至50000厘泊。本技术方案还提供上述胶片的制作方法。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种具有柔软性并具有优良导热性能的胶片及其制作方法。
背景技术
随着科学技术的进步，印刷电路板在电子领域得到的广泛的应用。关于电路板的应用请参见文献Takahashi，A.O oki，N.Nagai，A.Akahoshi，H.Mukoh，A.Wajima，M.Res.Lab，High densitymultilayer printed circuit board for HITAC M-880，IEEE Trans.onComponents，Packaging，and Manufacturing Technology，1992，15(4)：418-425。
随着电路板的集成度增加，电路板产品在实际工作时，往往会放出大量的热量，热量若不能及时导出，将影响电路板信号传送。一种加快电路板产品散热的方法是在电路板上贴付导热胶片。目前常用的导热胶片中导热材料多被高分子聚合物包覆，热量进入导热胶片后，还需在导热系数较低的高分子聚合物中进行传递，如此，不利于提高导热效率。此外，该导热胶片的高分子聚合物多为硬质材料，容易脆裂，不能适用于可挠性电路板。
发明内容
因此，有必要提供一种胶片及其制造方法，能够提供优良的导热性能并能够方便地应用于电路板产品。
一种胶片，包括离型基材层和环氧树脂复合材料层，所述离型基材层具有第一离型表面，所述环氧树脂复合材料层形成于所述第一离型表面，所述环氧树脂复合材料层由环氧树脂复合材料组成，所述环氧树脂复合材料包括端羧基聚合物改性的环氧树脂和多个掺杂于所述环氧树脂中的导热颗粒，所述多个导热颗粒均为球形，且其直径等于所述环氧树脂复合材料层的厚度，所述环氧树脂复合材料的粘度为25000厘泊至50000厘泊。
一种胶片的制造方法，包括步骤：采用端羧基聚合物对环氧树脂进行改性以得到端羧基聚合物改性的环氧树脂；将所述端羧基聚合物改性的环氧树脂与多个导热颗粒进行混合并研磨分散，以得到环氧树脂复合材料，所述环氧树脂复合材料的粘度为25000厘泊至50000厘泊；提供离型基材层，其具有第一离型表面；将所述环氧树脂复合材料涂布于所述离型基材层的第一离型表面形成环氧树脂复合材料层；以及将所述环氧树脂复合材料层半固化，并所述环氧树脂复合材料层的厚度等于每个导热颗粒的直径。
本技术方案提供的胶片的环氧树脂复合材料层均匀分散有多个导热颗粒，其直径等于所述环氧树脂复合材料层的厚度，热量进入环氧树脂复合材料层后直接被多个导热颗粒导出，可大大提高导热效率。此外，环氧树脂复合材料层中包含的端羧基聚合物改性的环氧树脂具有良好的柔软性和附着性。从而，所述胶片可以作为电路板中的导热材料使用。本技术方案提供的胶片制作方法能够均匀的将多个导热颗粒分散于改性的环氧树脂中，并具有操作简单，易于实现的优点。
附图说明
图1是本技术方案实施方式提供的胶片的剖视图。
图2是本技术方案实施方式提供的胶片制作方法的流程图。
主要元件符号说明
胶片 10
离型基材层 11
第一离型表面 110
环氧树脂复合材料层 12
第一表面 120
第二表面 121
导热颗粒 122
离型隔离层 13
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本技术方案提供的具有优良导热性能的胶片及其制作方法进一步的详细说明。
请参阅图1，本技术方案提供一种胶片10，其包括依次堆叠的离型基材层11、环氧树脂复合材料层12和离型隔离层13。
所述离型基材层11用于承载环氧树脂复合材料层12。离型基材层11可以为PET离型膜，即其基材为PET，在基材的一个或者两个相对的表面上涂布有硅油等材料而形成离型表面。所述离型表面能够能粘住形成于其上的环氧树脂复合材料层12，但又易于使离型基材层11与环氧树脂复合材料层12分离。本实施例中，离型基材层11采用单面PET离型膜，其具有第一离型表面110。离型基材层11的材料不限于本实施例中提供的PET离型膜，其也可以为其他具有离型表面的材料，如离型纸等。所述离型纸可以为硅油纸或淋膜纸。
所述离型隔离层13用于将保护环氧树脂复合材料层12。当生产的胶片10不需要运输或长时间保存时，胶片10也可以不包括离型隔离层13。离型隔离层13的材料可以与离型基材层11的材料形同，即其可以为PET离型膜，其也可以为其他具有离型表面的材料，如各种离型纸等。离型隔离层13具有第二离型表面130，第二离型表面130与环氧树脂复合材料层12相互接触，从而在进行运输或者储存过程中，当多层胶片10相互堆叠时，离型隔离层13可以隔离相互接触的胶片10以避免相互粘连。并且离型基材层11及离型隔离层13在运输和储存过程中，也可以使得环氧树脂复合材料层12与外界隔离，防止环氧树脂复合材料层12被污染或者吸潮。
所述环氧树脂复合材料层12用于起到导热作用。环氧树脂复合材料层12的厚度可以根据实际需要而进行设定。环氧树脂复合材料层12设置于离型基材层11的第一离型表面110和离型隔离层13的第二离型表面130之间。环氧树脂复合材料层12为半固化状态，其具有相对的第一表面120和第二表面121。所述第一表面120与所述离型基材层11相接触。所述第二表面121与所述离型隔离层13相接触。所述环氧树脂复合材料层12由环氧树脂复合材料组成。所述环氧树脂复合材料的粘度为25000厘泊至50000厘泊。所述环氧树脂复合材料包括端羧基聚合物改性的环氧树脂、多个导热颗粒122、硬化剂、催化剂、溶剂、增韧剂、添加剂及消泡剂。
所述端羧基聚合物改性的环氧树脂为环氧树脂与端羧基聚合物发生共聚合反应后的产物，即环氧树脂末端的环氧基与端羧基聚合物的末端的羧基发生反应而生成一个酯基，从而得到包括交替的环氧树脂重复单元和端羧基聚合物的重复单元的聚合物。其中，环氧树脂可以为双酚A型环氧树脂，端羧基聚合物可以为液态聚丁二烯丙烯腈(CTBN)。本实施例中，采用的环氧树脂在未改性前的环氧当量为180至195，优选为188，羧基聚合物改性后的环氧树脂的环氧当量为323至352，优选为337。端羧基聚合物改性的环氧树脂在环氧树脂复合材料中的质量百分比约为10％至18％，优选约为11.33％。
所述多个导热颗粒122作为导热材料，其均匀分散于端羧基聚合物改性的环氧树脂中，以起到导热作用。导热颗粒122在环氧树脂复合材料中所占的质量百分比为60％至75％，优选约为71.38％。所述多个导热颗粒122均为球形，且其直径等于所述环氧树脂复合材料层12的厚度。从而来自待散热的基板的热量到达所述环氧树脂复合材料层12后，可直接经由导热颗粒122导出，大大提高导热效率。本实施例中，所述导热颗粒122采用球形的氮化硼(BN)颗粒，其直径为50微米。当然，所述导热颗粒122还可采用氧化铝、银或其它导热系数较高的材料，仅需其为球形，且大小均匀即可。
所述硬化剂用于对所述环氧树脂复合材料起到硬化作用。本实施例中，采用的硬化剂为双氰胺(Dicyandiamine)，所述硬化剂在环氧树脂复合材料中所占的质量百分比为0.6％至0.9％，优选约为0.71％。在环氧树脂复合材料中，硬化剂的活性氢总量应与端羧基聚合物改性的环氧树脂的环氧总量相等。双氰胺(Dicyandiamine)的活性氢当量约为20.6。本实施例中，端羧基聚合物改性的环氧树脂与硬化剂的质量比约为15至17比1。
所述催化剂为2-苯基咪唑(2-Phenylimidazole)，催化剂的含量与端羧基聚合物改性的环氧树脂的含量相互对应。催化剂在环氧树脂复合材料中所占的质量百分含量约为0.24％。
所述溶剂为二乙二醇单乙醚醋酸酯(Diethylene glycolmonoethyl ether acetate)，所述溶剂在环氧树脂复合材料中的含量为8％至11％，优选约为9.52％。该溶剂用于溶解上述其他组分，以形成均匀的液态分散体系。
所述增韧剂为双酚A型聚羟基醚(Poly-hydroxylether ofBisphenol A，PKHH)，所述增韧剂在环氧树脂复合材料中的含量为1.5％至4％，优选约为3.4％。该增韧剂的含量与所述溶剂的含量相对应。增韧剂与溶剂的质量比约为0.3至0.4比1。优选为0.35比1。
所述添加剂用于缓解所述增韧剂溶解于溶剂时产生的拉丝现象。所述添加剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(γ-Glycidoxypropy tri-methoxy silane)，所述添加剂在环氧树脂复合材料中的含量约为0.59％。
所述消泡剂用于消除上述环氧树脂复合材料中的泡沫，所述消泡剂在环氧树脂复合材料中的质量百分比约为1.5％至3％。优选为2.83％。所述消泡剂可以为市售的台湾淳政公司生产的1211消泡剂，其在环氧树脂复合材料中还可以起到流平的作用。
本技术方案提供的一个优选实施例的胶片中，用于组成环氧树脂复合材料层12的环氧树脂复合材料中，端羧基聚合物改性的环氧树脂的质量百分含量约为11.33％，多个导热颗粒122的质量百分含量约为71.38％，硬化剂的质量百分含量约为0.71％、催化剂的质量百分含量约为0.24％，溶剂的质量百分含量约为9.52％，增韧剂的质量百分含量约为3.4％，添加剂的质量百分含量约为0.59％，消泡剂的质量百分含量约为2.83％。
请参阅图2，本技术方案还提供所述胶片10的制作方法，该制作方法包括如下步骤：
第一步，采用端羧基聚合物对环氧树脂进行改性以得到端羧基聚合物改性的环氧树脂。
将端羧基聚合物及环氧树脂放置于共同放置于反应容器中，并维持反应温度为120摄氏度，在搅拌的条件下反应约3小时，从而得到端羧基聚合物改性后环氧树脂。本实施例中，采用的环氧树脂为双酚A型环氧树脂，其环氧当量为188。采用的端羧基聚合物可以为液态聚丁二烯丙烯腈(CTBN)，反应后得到的改性后的环氧树脂的环氧当量为337。经过上述反应，环氧树脂末端的一个环氧基与端羧基聚合物末端的一个羧基相互结合，并脱除一个分子的水，从而得到一个酯基。从而相比于未进行改性的环氧树脂，改性后的环氧树脂具有良好的柔软性。当然，采用的环氧树脂不限于本实施例提供的双酚A型环氧树脂，其也可以为其他类型的环氧树脂。采用的端羧基聚合物也不限于本实施例中提供的液态聚丁二烯丙烯腈，其也可以为端羧基聚酯等聚合物。
第二步，将端羧基聚合物改性的环氧树脂、多个球形的导热颗粒122、溶剂、硬化剂、催化剂、增韧剂、添加剂及消泡剂进行混合并研磨分散，以得到环氧树脂复合材料，所述环氧树脂复合材料的粘度为25000厘泊至50000厘泊。
本实施例中，采用三滚筒式研磨分散机对所述的端羧基聚合物改性的环氧树脂、多个导热颗粒122、溶剂、硬化剂、催化剂、增韧剂、添加剂及消泡剂进行研磨分散。可先按照上述含量将增韧剂溶解于溶剂，再加入添加剂混合搅拌，得到混合物。再将上述混合物、端羧基聚合物改性环氧树脂、硬化剂、催化剂及消泡剂按照上述各自的含量投入于三滚筒式研磨分散机中，启动三滚筒式研磨分散机以进行研磨分散，从而使得上述各组成中固体成份均匀分散于液体成分中，从而形成分散均匀的环氧树脂复合材料。由于本实施例中所述多个导热颗粒122的直径均为50微米，在启动三滚筒式研磨分散机之前，应将滚筒的间距设置为大于50微米，如此，可避免所述多个导热颗粒122的直径因研磨而发生变化，还可使得所有导热颗粒122均可经过滚筒，有利于管控最终所得环氧树脂复合材料的成分。本实施例中，在环氧树脂复合材料中，端羧基聚合物改性的环氧树脂的质量百分含量约为11.33％，导热颗粒122的质量百分含量约为71.38％，硬化剂的质量百分含量约为0.71％、催化剂的质量百分含量约为0.24％，溶剂的质量百分含量约为9.52％，增韧剂的质量百分含量约为3.4％，添加剂的质量百分含量约为0.59％，消泡剂的质量百分含量约为2.83％。所述环氧树脂复合材料的粘度约为35000厘泊。
第三步，提供离型基材层11，其具有第一离型表面110。本实施例中，离型基材层11为PET离型膜。
第四步，将所述环氧树脂复合材料涂布于所述离型基材层11的表面形成环氧树脂复合材料层12。
本实施例中，采用狭缝式涂布机将液态的环氧树脂复合材料涂布于绝缘基材层110的第一表面111，以形成环氧树脂复合材料层12。本实施例中由于采用狭缝式涂布机进行涂布，可以控制形成的环氧树脂复合材料层12的厚度满足要求并且涂层均匀。环氧树脂复合材料层12具有远离绝缘基材层110的第三表面121。
第五步，将所述环氧树脂复合材料层12半固化，并使所述环氧树脂复合材料层12的厚度等于多个导热颗粒122的直径。本实施例中，采用预烘烤处理的方法使环氧树脂复合材料层12半固化，得到环氧树脂复合材料层12的厚度约为50微米。
在对环氧树脂复合材料层12进行预烘烤的持续的时间约为15分钟，预烘烤时保持的温度约为80摄氏度至90摄氏度。通过进行预烘烤处理，使得环氧树脂复合材料层12中的部分溶剂挥发，使得环氧树脂复合材料层12处于半固化状态。
可以理解的是，进行预烘烤持续时间和烘烤的温度可以根据实际的环氧树脂复合材料层12的厚度进行确定，当环氧树脂复合材料层12厚度较大时，可以将处理的时间适当延长或温度适当调高，而当环氧树脂复合材料层12厚度较小时，可以将处理的时间适当缩短或温度适当降低，以保证环氧树脂复合材料层12能够形成半固化膜状结构。
第六步，在半固化的所述环氧树脂复合材料层12远离所述离型基材层11的表面贴合离型隔离层13，所述离型隔离层13具有第二离型表面130，所述环氧树脂复合材料层12贴合于所述离型基材层11的第一离型表面110与离型隔离层13的第二离型表面130之间。
贴合的离型隔离层13用于在储存和运输过程中对环氧树脂复合材料层12进行保护。离型隔离层13可以为离型PET膜，其可以为各种离型纸。离型隔离层13具有第二离型表面130，第二离型表面130与环氧树脂复合材料层12的第一表面121相互贴合。当制作形成的胶片10直接用于电路板制作时，在环氧树脂复合材料层12的第一表面121上也可以不贴合离型隔离层13。
在此步骤之后，还可以进一步对胶片10进行裁切，将胶片10制作成需要的形状，以方便使用。制作形成的胶片10不直接进行应用时，可以将胶片10放置于低温环境下存储，存储的温度可以大约为5摄氏度。胶片10应用于电路板制作时，可以将胶片10的离型隔离层13除去，然后将环氧树脂复合材料层12直接压合于形成有导电线路的电路板的覆盖膜的表面，以起到导热的作用。并将离型基材层11与环氧树脂复合材料层12分离。本技术方案提供的胶片10也可以形成于多层电路板的相邻的两绝缘层之间，以起到导热作用。
本技术方案提供的胶片的环氧树脂复合材料层均匀分散有导热颗粒122，其直径等于所述环氧树脂复合材料层12的厚度，热量进入环氧树脂复合材料层12后直接被导热颗粒122导出，可大大提高导热效率。此外，环氧树脂复合材料层中包含的端羧基聚合物改性的环氧树脂具有良好的柔软性和附着性。从而，所述胶片可以作为电路板中的导热材料使用。本技术方案提供的胶片制作方法能够均匀的将多个导热颗粒122分散于改性的环氧树脂中，并具有操作简单，易于实现的优点。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种胶片，包括离型基材层和环氧树脂复合材料层，所述离型基材层具有第一离型表面，所述环氧树脂复合材料层形成于所述第一离型表面，所述环氧树脂复合材料层由环氧树脂复合材料组成，所述环氧树脂复合材料包括端羧基聚合物改性的环氧树脂和多个掺杂于所述环氧树脂中的导热颗粒，所述多个导热颗粒均为球形，且其直径等于所述环氧树脂复合材料层的厚度，所述环氧树脂复合材料的粘度为25000厘泊至50000厘泊。
2.如权利要求1所述的胶片，其特征在于，所述端羧基聚合物改性的环氧树脂为液态聚丁二烯丙烯腈改性的双酚A型环氧树脂。
3.如权利要求1所述的胶片，其特征在于，所述导热颗粒在所述环氧树脂复合材料层中所占的质量百分比为60％至75％。
4.如权利要求1所述的胶片，其特征在于，所述胶片复合材料还包括硬化剂、催化剂、溶剂、增韧剂、添加剂及消泡剂，所述硬化剂为双氰胺，所述溶剂为二乙二醇单乙醚醋酸酯，所述催化剂为2-苯基咪唑，所述增韧剂为双酚A型聚羟基醚，所述添加剂为γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
5.如权利要求4所述的胶片，其特征在于，所述端羧基聚合物改性的环氧树脂与硬化剂的质量比为15至17比1。
6.如权利要求4所述的胶片，其特征在于，所述增韧剂与溶剂的质量比约为0.3至0.4比1。
7.如权利要求1所述的胶片，其特征在于，所述胶片还包括离型隔离层，所述离型隔离层具有第二离型表面，所述第二离型表面与环氧树脂复合材料层远离离型基材层的表面相互接触。
8.一种胶片制作方法，包括步骤：
采用端羧基聚合物对环氧树脂进行改性以得到端羧基聚合物改性的环氧树脂；
将所述端羧基聚合物改性的环氧树脂与多个球形的导热颗粒进行混合，以得到环氧树脂复合材料，所述环氧树脂复合材料的粘度为25000厘泊至50000厘泊；
提供离型基材层，其具有第一离型表面；
将所述环氧树脂复合材料涂布于所述离型基材层的第一离型表面形成环氧树脂复合材料层；以及
将所述环氧树脂复合材料层半固化，并使所述环氧树脂复合材料层的厚度等于每个导热颗粒的直径。
9.如权利要求8所述的胶片的制作方法，其特征在于，采用狭缝式涂布机将所述环氧树脂复合材料涂布于离型基材层的第一离型表面。
10.如权利要求8所述的胶片的制作方法，其特征在于，所述胶片的制作方法还包括在半固化的环氧树脂复合材料层的表面贴合离型隔离层的步骤，所述离型隔离层具有第二离型表面，所述环氧树脂复合材料层贴合于所述离型基材层的第一离型表面与离型隔离层的第二离型表面之间。
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