CN102825861A - 导热双面挠性覆铜板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种导热双面挠性覆铜板及其制作方法，该导热双面挠性覆铜板包括第一铜箔以及涂覆于第一铜箔上的第一导热聚酰亚胺层，在第一导热聚酰亚胺层上涂布有导热胶黏剂层，在导热胶黏剂层上压覆有第二铜箔，其制作方法包括步骤：准备第一、第二铜箔，并制备导热胶黏剂及导热聚酰胺酸；在第一铜箔上涂布导热聚酰胺酸组合物，经高温亚胺化后形成第一导热聚酰亚胺层；在第一导热聚酰亚胺层上涂布一层导热胶黏剂，经过干燥后与第二铜箔或第二导热单面挠性覆铜板通过压合并固化即可。本发明提高了挠性覆铜板的导热系数，减小了热阻，增强了导热、散热能力，扩大了应用范围。
Description
[技术领域]
本发明涉及一种导热双面挠性覆铜板，本发明还涉及该导热双面挠性覆铜板的制作方法。
[背景技术]
挠性覆铜板传统的制造方法是三层有胶型或两层无胶型，三层有胶型是在市售的8~50um聚酰亚胺薄膜上单面或双面涂布一层厚度是5~35um的改性环氧树脂或改性丙烯酸树脂胶黏剂，干燥后贴合铜箔得到；两层无胶型是在铜箔上涂布聚酰胺酸，然后亚胺化得到无胶单面覆铜板，再涂布一层热塑性聚酰亚胺层，然后在热塑性聚酰亚胺层上压合铜箔得到无胶双面覆铜板。
随着LED的大面积普及推广应用，以及电子芯片的高功能化、高功率化发展，电子线路基板上的LED以及电子芯片发热量大，传统线路板基材导热系数低，不利于热量导出散发，会导致LED以及电子芯片寿命下降，传统线路板基材已经不能满足要求。因此，有必要开发一种导热双面挠性铜箔基板材料。
[发明内容]
本发明的目的是为了克服现有技术的不足提供一种导热系数高，热阻小，散热效果好，能够延长电子芯片寿命的导热双面挠性覆铜板。
本发明的另一个目的是提供一种该导热双面挠性覆铜板的制作方法。
本发明为了实现上述目的，通过以下技术方案来实现：
一种导热双面挠性覆铜板，其特征在于包括第一铜箔以及涂覆于第一铜箔上的第一导热聚酰亚胺层，所述的第一导热聚酰亚胺层上涂布有导热胶黏剂层，所述的导热胶黏剂层上压覆有第二铜箔。
如上所述的导热双面挠性覆铜板，其特征在于所述导热胶黏剂层和第二铜箔之间还设有第二导热聚酰亚胺层。
如上所述的导热双面挠性覆铜板，其特征在于所述导热胶黏剂层的厚度为3~25um，所述第一导热聚酰亚胺层与第二导热聚酰亚胺层的厚度为3~25um，所述的第一铜箔与第二铜箔的厚度为3~35um。
如上所述的导热双面挠性覆铜板，其特征在于所述的第一铜箔为电解铜箔和压延铜箔中的一种，所述的第二铜箔为电解铜箔压延铜箔中的一种。
如上所述的导热双面挠性覆铜板，其特征在于所述的第一导热聚酰亚胺层和第二导热棸酰亚胺层包含有1%~10%固含量的导热填料和0.01%~3%固含量的添加剂，所述添加剂为偶联剂、分散剂中的一种或两种。
如上所述的导热双面挠性覆铜板，其特征在于所述的导热胶黏剂层包含有30%~80%固含量的导热填料和0.01%~3%固含量的添加剂，所述的添加剂为偶联剂、分散剂中的一种或两种。
如上所述的导热双面挠性覆铜板，其特征在于所述的导热填料为氧化铝、氮化铝、氮化硼、碳化硅中的至少一种。
如上所述的导热双面挠性覆铜板，其特征在于所述导热胶黏剂层的主要组分为改性环氧树脂、改性丙烯酸树脂中的一种。
一种制作上述的导热双面挠性覆铜板方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、准备第一铜箔和第二铜箔，并制备导热胶黏剂及导热聚酰胺酸；
b、在第一铜箔上涂布导热聚酰胺酸组合物，经150~400℃高温亚胺化后形成第一导热聚酰亚胺层，制得第一导热单面挠性覆铜板；
c、在第一导热聚酰亚胺层上涂布一层导热胶黏剂，经过干燥后与第二铜箔或第二导热单面挠性覆铜板通过压合并固化后形成导热双面挠性覆铜板。
如上所述的一种制作导热双面挠性覆铜板的方法，其特征在于所述的第二导热单面挠性覆铜板由第二铜箔和涂覆在第二铜箔上的第二导热聚酰亚胺层组成。
本发明的有益效果：提高了挠性覆铜板材料的导热系数，明显减小了热阻，增强了导热、散热能力，使得挠性覆铜板材料能够满足LED的大面积普及推广应用以及电子芯片的高功能化、高功率化发展应用要求。
[附图说明]
图1为本发明第一实施例的导热双面挠性铜箔基板的示意图；
图2为本发明第二实施例的导热双面挠性铜箔基板的示意图。
[具体实施方式]
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，导热双面挠性覆铜板，包括第一铜箔1以及涂覆于第一铜箔1上的第一导热聚酰亚胺层2，在第一导热聚酰亚胺层2上涂布有导热胶黏剂层3，该导热胶黏剂层3上压覆有第二铜箔5，其中第一铜箔1与涂布在其上的第一导热聚酰亚胺层2形成第一导热单面覆铜板。图1为本发明的第一实施例
如图2所示，本发明的第二实施例为在导热胶黏剂层3和第二铜箔5之间加设第二导热聚酰亚胺层4，即在导热胶黏剂层3的另一面压覆第二导热单面覆铜板，第二铜箔5与涂布在其上的第二导热聚酰亚胺层4开成第二导热单面覆铜板。
所述的第一铜箔1为电解铜箔和压延铜箔中的一种，第二铜箔5为电解铜箔和压延铜箔中的一种，第一铜箔1和第二铜箔5相同，厚度为3~35um。
第一导热聚酰亚胺层和第二导热棸酰亚胺层也相同，其厚度为3~25um，包含有1%~10%固含量的导热填料和0.01%~3%固含量的添加物，所述添加物为偶联剂、分散剂中的一种或两种。
所述的导热胶黏剂层包含有30%~80%固含量的导热填料和0.01%~3%固含量的添加物，该添加物为偶联剂、分散剂中的一种或两种。
第一、第二导热聚酰亚胺层和导热胶黏剂层添加物中的导热填料为氧化铝、氮化铝、氮化硼、碳化硅中的至少一种。
所述的导热胶黏剂层的主要组分为改性环氧树脂、改性丙烯酸树脂中的一种，其厚度为3~25um。
本发明制作导热双面挠性覆铜板的方法包括以下步骤：
a、准备第一铜箔和第二铜箔，并制备导热胶黏剂及导热聚酰胺酸；
1、导热聚酰胺酸组合物
酸酐和胺的当量比为0.9~1.0的比例范围内，聚合反应得到导热聚酰胺酸组合物。
2、改性环氧树脂组合物
其中环氧树脂为宏昌公司制造，型号为901；端羧基丁晴橡胶为南帝公司制造，型号为1072；固化剂为4,4-二氨基二苯基砜，固化促进剂为咪唑，阻燃填料为氢氧化铝，偶联剂为硅烷，由晨光化工有限公司生产，型号为KH560，分散剂为3M公司FC430，溶剂为丁酮。
将以上材料混合均匀得到改性环氧树脂组合物。
3、改性丙烯酸树脂组合物
其中丙烯酸酯共聚物为羟基丙烯酸树脂，固化促进剂为异氰酸酯，偶联剂为硅烷，由晨光化工有限公司生产，型号为KH560，分散剂为3M公司FC430，溶剂为丁酮，将以上材料混合均匀得到改性丙烯酸树脂。
b、在第一铜箔上涂布导热聚酰胺酸组合物，经150~400℃高温亚胺化后形成第一导热聚酰亚胺层，制得第一导热单面挠性覆铜板；
c、在第一导热聚酰亚胺层上涂布一层导热胶黏剂，经过120~200℃高温干燥后与第二铜箔或第二导热单面挠性覆铜板通过压合并在100~180℃下固化后形成导热双面挠性覆铜板。
其中第二导热单面挠性覆铜板由第二铜箔和涂覆在第二铜箔上的第二导热聚酰亚胺层组成，其制作方法与第一导热单面挠性覆铜板的制作方法相同。
针对上述制成的导热双面挠性覆铜板测试其导热系数、热阻、耐热性及剥离强度与现有传统挠性覆铜板比较，以下具体实施例进一步给以详细说明。
实施例1：
导热聚酰胺酸组合物：
将偶联剂0.5重量份、分散剂0.5重量份、氮化铝15重量份溶解于300重量份NMP溶剂中，将二氨基二苯醚（简称ODA）也加入溶解，将与ODA当量比为0.997的均苯四酸二酐（PMDA）也加入溶解，ODA和PMDA总量占86重量份，在20℃下搅拌48小时，聚合反应得到聚酰胺酸组合物；
制备第一导热单面挠性覆铜板
将上述聚酰胺酸组合物涂覆于18um的压延铜箔上，涂覆的厚度为8um,180℃烘烤3分钟，然后350℃烘烤10分钟，得到第一导热单面挠性覆铜板，以备后用。
导热胶黏剂采用改性环氧树脂组合物
环氧树脂34重量份，端羧基丁晴橡胶20重量份，4，4-二氨基二苯基砜5重量份，咪唑1重量份，氢氧化铝20重量份，氮化铝20重量份，偶联剂KH560 0.5重量份，分散剂FC430 0.5重量份，溶剂丁酮100重量份，混合制成改性环氧树脂组合物。
压合导热双面挠性覆铜板
将改性环氧树脂组合物涂覆于导热单面挠性覆铜板之聚酰亚胺面上，胶层厚度8um，150℃烘烤3分钟，然后将其和18um压延铜箔辊压复合，复合温度80℃，经过150℃烘烤60分钟固化得到导热双面挠性覆铜板。
实施例2：
导热聚酰胺酸组合物：
将偶联剂1.0重量份、氧化铝15重量份溶解于300重量份NMP溶剂中，将二氨基二苯醚（简称ODA）也加入溶解，将与ODA当量比为0.997的均苯四酸二酐（PMDA）也加入溶解，ODA和PMDA总量占86重量份，在20℃下搅拌48小时，聚合反应得到聚酰胺酸组合物；
制备第一导热单面挠性覆铜板
将上述聚酰胺酸组合物涂覆于18um的压延铜箔上，涂覆的厚度为10um,180℃烘烤3分钟，然后350℃烘烤10分钟，得到第一导热单面挠性覆铜板，以备后用。
导热胶黏剂采用改性丙稀酸脂组合物
丙烯酸树脂30重量份，异氰酸酯0.3重量份，氧化铝50重量份，偶联剂KH560 1.0重量份，溶剂丁酮150重量份，混合制成改性丙稀酸树脂组合物。
压合导热双面挠性覆铜板
将改性丙稀酸脂组合物涂覆于第一导热单面挠性覆铜板之聚酰亚胺面上，胶层厚度10um，150℃烘烤3分钟，然后将其和另一导热单面挠性覆铜板辊压复合，复合温度80℃，经过100℃烘烤60分钟固化得到导热双面挠性覆铜板。
实施例3：
导热聚酰胺酸组合物：
将偶联剂1.0重量份、分散剂1.0重量份、碳化硅15重量份溶解于500重量份NMP溶剂中，将二氨基二苯醚（简称ODA）也加入溶解，将与ODA当量比为1.0的均苯四酸二酐（PMDA）也加入溶解，ODA和PMDA总量占86重量份，在20℃下搅拌48小时，聚合反应得到聚酰胺酸组合物；
制备第一导热单面挠性覆铜板
将上述聚酰胺酸组合物涂覆于15um的压延铜箔上，涂覆的厚度为15um,180℃烘烤3分钟，然后350℃烘烤12分钟，得到第一导热单面挠性覆铜板，以备后用。
同第一导热单面挠性覆铜板方法一样制备第二导热单面挠性覆銅板备用。
导热胶黏剂采用改性丙稀酸脂组合物
丙烯酸树脂30重量份，异氰酸酯0.01重量份，氮化硼10重量份，分散剂FC430 0.1重量份，溶剂丙酮100重量份，混合制成改性丙稀酸树脂组合物。
压合导热双面挠性覆铜板
将改性丙稀酸脂组合物涂覆于第一导热单面挠性覆铜板之聚酰亚胺面上，胶层厚度3um，150℃烘烤2分钟，然后将其和第二导热单面挠性覆铜板辊压复合，复合温度80℃，经过100℃烘烤40分钟固化得到导热双面挠性覆铜板。
实施例4：
导热聚酰胺酸组合物：
将偶联剂0.1重量份、分散剂0.1重量份、氮化硼1重量份溶解于200重量份NMP溶剂中，将二氨基二苯醚（简称ODA）也加入溶解，将与ODA当量比为0.9的均苯四酸二酐（PMDA）也加入溶解，ODA和PMDA总量占60重量份，在20℃下搅拌48小时，聚合反应得到聚酰胺酸组合物；
制备第一导热单面挠性覆铜板
将上述聚酰胺酸组合物涂覆于3um的压延铜箔上，涂覆的厚度为3um,180℃烘烤2分钟，然后350℃烘烤5分钟，得到第一导热单面挠性覆铜板，以备后用。
同第一导热单面挠性覆铜板方法一样制备第二导热单面挠性覆銅板备用。
导热胶黏剂采用改性环氧树脂组合物
环氧树脂70重量份，端羧基丁晴橡胶35重量份，4，4-二氨基二苯基砜10重量份，咪唑0.01重量份，氢氧化铝50重量份，碳化硅50重量份，偶联剂KH560 2.0重量份，分散剂FC430 2.0重量份，溶剂丁酮100重量份，混合制成改性环氧树脂组合物。
压合导热双面挠性覆铜板
将改性环氧树脂组合物涂覆于第一导热单面挠性覆铜板之聚酰亚胺面上，胶层厚度15um，150℃烘烤3分钟，然后将其和第二导热单面挠性覆铜板辊压复合，复合温度80℃，经过100℃烘烤70分钟固化得到导热双面挠性覆铜板。
实施例5：
导热聚酰胺酸组合物：
将偶联剂2重量份、分散剂2重量份、氮化硼1重量份、氮化铝4重量份、碳化硅10重量份溶解于200重量份NMP溶剂中，将二氨基二苯醚（简称ODA）也加入溶解，将与ODA当量比为0.995的均苯四酸二酐（PMDA）也加入溶解，ODA和PMDA总量占150重量份，在20℃下搅拌48小时，聚合反应得到聚酰胺酸组合物；制备第一导热单面挠性覆铜板
将上述聚酰胺酸组合物涂覆于25um的电解铜箔上，涂覆的厚度为25um,180℃烘烤5分钟，然后350℃烘烤15分钟，得到第一导热单面挠性覆铜板，以备后用。
导热胶黏剂采用改性环氧树脂组合物
环氧树脂30重量份，端羧基丁晴橡胶15重量份，4，4-二氨基二苯基砜3重量份，咪唑0.05重量份，氢氧化铝10重量份，氮化硼20重量份、氮化铝20重量份、碳化硅30重量份，偶联剂KH560 1.0重量份，分散剂FC430 1.0重量份，溶剂丁酮200重量份，混合制成改性环氧树脂组合物。
压合导热双面挠性覆铜板
将改性环氧树脂该组合物涂覆于第一导热单面挠性覆铜板之聚酰亚胺面上，胶层厚度25um，150℃烘烤5分钟，然后将其和25um电解铜箔辊压复合，复合温度80℃，经过100℃烘烤80分钟固化得到导热双面挠性覆铜板。
对比例1：新高电子传统有胶挠性覆铜板
商品型号ASL-FD0120IT，铜箔为18um压延铜箔，聚酰亚胺膜12um，胶黏剂12um。
对比例2：新高电子传统无胶挠性双面覆铜板
商品型号AS2L-AD130PT，铜箔为18um压延铜箔，聚酰亚胺膜13um。
本发明实施例和对比例的性能对比如表1：
表1：
以上特性测试方法如下：
剥离强度：IPC-TM-650 2.4.9
耐热性：IPC-TM-650 2.4.13
导热系数：ASTM D5470
热阻：ASTM D5470
由上可知，本发明导热双面挠性覆铜板导热系数高、热阻低，能够满足LED以及电子芯片发热量大的应用场合。
Claims (10)
1.一种导热双面挠性覆铜板，其特征在于：包括第一铜箔（1）以及涂覆于第一铜箔（1）上的第一导热聚酰亚胺层（2），所述的第一导热聚酰亚胺层（2）上涂布有导热胶黏剂层（3），所述的导热胶黏剂层（3）上压覆有第二铜箔（5）。
2.根据权利要求1所述的导热双面挠性覆铜板，其特征在于所述导热胶黏剂层（3）和第二铜箔（5）之间还设有第二导热聚酰亚胺层（4）。
3.根据权利要求2所述的导热双面挠性覆铜板，其特征在于所述导热胶黏剂层（3）的厚度为3~25um，所述第一导热聚酰亚胺层（2）与第二导热聚酰亚胺层（4）的厚度为3~25um，所述的第一铜箔（1）与第二铜箔（2）的厚度为3~35um。
4.根据权利要求3所述的导热双面挠性覆铜板，其特征在于所述的第一铜箔（1）为电解铜箔和压延铜箔中的一种，所述的第二铜箔（5）为电解铜箔压延铜箔中的一种。
5.根据权利要求3所述的导热双面挠性覆铜板，其特征在于所述的第一导热聚酰亚胺层和第二导热棸酰亚胺层包含有1%~10%固含量的导热填料和0.01%~3%固含量的添加剂，所述添加剂为偶联剂、分散剂中的一种或两种。
6.根据权利要求3所述的导热双面挠性覆铜板，其特征在于所述的导热胶黏剂层包含有30%~80%固含量的导热填料和0.01%~3%固含量的添加剂，所述的添加剂为偶联剂、分散剂中的一种或两种。
7.根据权利要求5或6所述的导热双面挠性覆铜板，其特征在于所述的导热填料为氧化铝、氮化铝、氮化硼、碳化硅中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的导热双面挠性覆铜板，其特征在于所述导热胶黏剂层的主要组分为改性环氧树脂、改性丙烯酸树脂中的一种。
9.一种制作如权利要求1或2所述的导热双面挠性覆铜板方法，其特征在于包括以下步骤：
a、准备第一铜箔和第二铜箔，并制备导热胶黏剂及导热聚酰胺酸；
b、在第一铜箔上涂布导热聚酰胺酸组合物，经150~400℃高温亚胺化后形成第一导热聚酰亚胺层，制得第一导热单面挠性覆铜板；
c、在第一导热聚酰亚胺层上涂布一层导热胶黏剂，经过干燥后与第二铜箔或第二导热单面挠性覆铜板通过压合并固化后形成导热双面挠性覆铜板。
10.根据权利要求9所述的一种制作导热双面挠性覆铜板的方法，其特征在于所述的第二导热单面挠性覆铜板由第二铜箔和涂覆在第二铜箔上的第二导热聚酰亚胺层组成。
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