CN104002538A - 超厚铜箔、高导热覆铜板的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了超厚铜箔、高导热覆铜板的制作方法，步骤为：配制胶液-上胶-叠合、热压。其中，胶液成分包括：低溴环氧树脂/酚醛固化体系、偶联剂、咪唑类固化促进剂及无机填料，用丁酮作为溶剂配制。本发明通过对生产工艺条件方面的调整，解决了超厚覆铜板制作困难的难题，方法简单便捷，其制作的超厚覆铜板平整度较好，且超厚铜箔和基材的结合力度较好；同时通过在配方上大量添加优良高效导热填料，使成型后的基板具有高效的导热性能，其导热率>1.6W/mk，可以很好的解决大电流基板快速散热问题；其制作的超厚、高导热覆铜板还有极佳的耐热性，T260>30min；同时本发明也能满足PCB无铅制程的需求。

Description

超厚铜箔、高导热覆铜板的制作方法

技术领域

本发明涉及覆铜板领域，尤其涉及一种大电流PCB用超厚铜箔、高导热覆铜板的制作方法。 

背景技术

目前提高PCB元器件散热能力是依靠宽导线、厚铜箔、薄板或多层结构、大面积铺铜或芯层内置厚铜箔层、添加金属底板(如金属基PCB的采用)、增加导热孔等设计方案去实现；考虑到电子产品向着薄、轻、小型化发展、以及高密度发展的趋势和当今PCB制造技术的发展，更加注重采用厚铜箔来解决大功率PCB散热功效等问题；大电流基板一般都为大功率、高电压的基板，它多用于汽车电子、通讯设备、航空航天、电力、新能源(光伏发电、风力发电)、电力机车等行业领域，所以基板性能可靠性、稳定性的进一步提高，是目前制作大电流基板的重中之重，特别是随着电子产品薄型、小型化的发展，基板导热性的优良显得尤为关键。 

通常将60Z以上铜箔称为超厚铜箔，目前制造覆铜板使用最厚铜箔基本上不超过50Z，因为铜箔越厚，其生产制作越困难，即使能生产，也会面临产品平整性不佳、铜箔与内材结合强度不佳等诸多问题。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种大电流PCB用超厚铜箔、高导热覆铜板的制作方法(铜厚≥6OZ)，通过对配方、内材结构、以及生产工艺条件等方面的调整，解决超厚铜箔覆铜板制作困难、板材平整性不佳、铜箔与内材结合力度较差等及导热性较差等问题。 

为了实现上述目的，本发明提供的超厚铜箔、高导热覆铜板的制作方法，其步骤为：配制胶液——上胶——叠合、热压； 

胶液成分包括：低溴环氧树脂/酚醛固化体系、偶联剂、咪唑类固化促进剂及无机填料，用丁酮作为溶剂配制； 

上胶过程包括贴面层上胶及内层上胶，其上胶过程为：采用电子 级玻璃纤维布作为增强材料，浸以上述胶液，经立式上胶机烘得B-阶段半固化片； 

叠合、热压过程为：将上好胶的半固化片整齐叠合，经组合工序，双面覆以超厚铜箔；将组合好的板材，经真空热压机压制成型。 

在一些实施方式中，胶液中各成分重量份为： 

在一些实施方式中，低澳环氧树脂为环氧当量410～440g/eq的低澳环氧树脂，其澳含量为20％。 

在一些实施方式中，丙二酚酚醛树脂为环氧当量为185～210g/eq的丙二酚酚醛树脂。 

在一些实施方式中，酚醛固化剂为氢氧基当量110g/eq的酚醛树脂。 

在一些实施方式中，采用二甲基咪唑作为咪唑类固化促进剂。 

在一些实施方式中，偶联剂为硅烷偶联剂KH560。 

在一些实施方式中，采用氧化铝、高纯氧化镁、二氧化硅作为填料。 

在一些实施方式中，上胶步骤中，上胶速度为15～21m/min，控制参数；贴面层固体含量为48％～53％，内层固体含量为43％～53％，凝胶化时间为105～130S，流动度为20％～32％； 

叠合步骤中，铜箔吸盘使用直径为2.5cm～3.5cm的吸嘴，L9夹具运行速度为900000"～1000000"； 

热压步骤中，压制参数控制为：真空度20torro→60torro，压力0.4Mpa～3.6Mpa,升温速率2～3℃/min，热盘温度120～210℃，总共压制时间120～160min。 

本发明提供的超厚铜箔、高导热覆铜板的制作方法，与现有技术相比，具有以下优点： 

本发明通过对生产工艺条件方面的调整，解决了超厚覆铜板制作困难的难题，方法简单便捷，其制作的超厚覆铜板平整度较好，且超厚铜箔和基材的结合力度较好；同时通过在配方上大量添加优良高效导热填料，采用OH基酚醛树脂固化剂，通过热压成型。热压成型后的基板具有高效的导热性能，其导热率>1.6W/mk，可以很好的解决大电流基板快速散热问题；其制作的超厚、高导热覆铜板还有极佳的耐热性，T260>30min；同时本发明也能满足PCB无铅制程的需求。 

具体实施方式

下面通过具体实施例来对本发明作进一步的详细描述说明。 

本发明提供的超厚铜箔、高导热覆铜板的制作方法，其步骤为：配制胶液——上胶——叠合、热压。 

S1：配制胶液 

胶液包括以下成分(重量份)： 

依上述配比所配胶液凝胶化时间266S。 

其中，环氧当量420g/eq，Br含量20％的低溴环氧树脂作为主体树脂； 

环氧当量为195g/eq的丙二酚酚醛树脂，其主要作用是：提高板材的耐热性及基材与铜箔的接著性等； 

氢氧基当量110g/eq的酚醛树脂作为固化剂；制作超厚铜箔覆铜板时建议不用潜伏性固化剂，如双氰胺，跟铜箔接触后会反应生成“胺铜”盐类，会降低铜箔与基材的结合强度； 

氧化铝、高纯氧化镁、二氧化硅作为填料；氧化铝、高纯氧化镁具有高的导热率，二氧化硅可提高板材耐热性、机械强度等； 

用丁酮作为溶剂制作的半固化片外观缺陷较少。 

在本发明的此实施方式中，包括两张贴面层半固化片、两张第二层半固化片及内层半固化片。 

S2：贴面层及第二层上胶 

将电子级玻璃纤维布浸以上述制得的胶液，经立式上胶机烘得B-阶段半固化片，上胶速度16.5m、油温220℃，控制参数；半固化片的凝胶时间为110±5S，固体含量为50.5％，流动度29.5％； 

S3：内层上胶： 

将电子级玻璃纤维布浸以上述制得的胶液，经立式上胶机烘得B-阶段半固化片，上胶速度18.5m、油温220℃，控制参数；半固化片的凝胶化时间为115±5S，固体含量为45％，流动度24.3％。 

S4：叠合 

根据产品厚度要求，将上好胶的两张第二层半固化片设于所述内层半固化片两侧，将所述贴面层半固化片设于所述第二层半固化片两侧，整齐叠合，经组合工序，贴面层半固化片两侧覆以超厚铜箔。 

以1.6mm-8/80Z为例，本发明通过适当对设备进行调整，基本满足了自动化生产；将L9夹具运行速度调整为1000000″，将铜箔吸盘吸嘴更换成直径为3.00cm的吸嘴。 

S6：热压 

叠合好的板料，经真空热压机热压成型，具体压制参数如下： 

真空度：20～60torro 

面压力：0.4～3.5Mpa 

升温速率：2℃/min 

热盘温度：120～210℃ 

总共压制时间：155min 

当热盘温度为最高210℃时，相应亦为最高压3.5Mpa,此时运行时间为45min。 

通过上述步骤，制得的一种超厚铜箔、高导热覆铜板的测试数据为： 

测试项目	本实例测试数据
		玻璃化温度(DSC法)	145℃
玻璃强度(Ib/in)	10.8
		耐燃烧性	UL94V-0
热导率(W/mk)	1.62W/mk
		板弯板翘	0.13％
T260(min)	>30
		Td	>320
抗弯强度，最小值	经向：545纬向：437
		介电常数(1MHZ)	4.6
介质损耗(1MH7)	0.14

综上所述，本发明提供的超厚铜箔、高导热覆铜板的制作方法，通过对生产工艺条件方面的调整，解决了超厚覆铜板制作困难的难题，方法简单便捷，其制作的超厚覆铜板平整度较好，且超厚铜箔和基材的结合力度较好；同时通过在配方上大量添加优良高效导热填料，采用OH基酚醛树脂固化剂，通过热压成型。热压成型后的基板具有高效的导热性能，其导热率>1.6W/mk，可以很好的解决大电流基板快速散热问题；其制作的超厚、高导热覆铜板还有极佳的耐热性，T260>30min；同时本发明也能满足PCB无铅制程的需求。 

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。 

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例 看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。 

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。 

Claims (9)

1.超厚铜箔、高导热覆铜板的制作方法，其步骤为：配制胶液——上胶——叠合、热压；

其特征在于，所述胶液成分包括：低溴环氧树脂/酚醛固化体系、偶联剂、咪唑类固化促进剂及无机填料，其用丁酮作为溶剂配制；

所述上胶过程包括贴面层上胶及内料层上胶，其上胶过程为：采用电子级玻璃纤维布作为增强材料，浸以上述胶液，经立式上胶机烘得B-阶段半固化片；

所述叠合、热压过程为：将上好胶的半固化片整齐叠合，经组合工序，双面覆以超厚铜箔；将组合好的板材，经真空热压机压制成型。

2.根据权利要求1所述的超厚铜箔、高导热覆铜板的制作方法，其特征在于，所述胶液中各成分重量份为：

3.根据权利要求2所述的超厚铜箔、高导热覆铜板的制作方法，其特征在于，所述低溴环氧树脂为环氧当量410～440g/eq的低溴环氧树脂，其溴含量为20％。

4.根据权利要求2所述的超厚铜箔、高导热覆铜板的制作方法，其特征在于，丙二酚酚醛树脂为环氧当量为185～210g/eq的丙二酚酚醛树脂。

5.根据权利要求2所述的超厚铜箔、高导热覆铜板的制作方法，其特征在于，所述酚醛固化剂为氢氧基当量110g/eq的酚醛树脂。

6.根据权利要求2所述的超厚铜箔、高导热覆铜板的制作方法，其特征在于，采用二甲基咪唑作为所述咪唑类固化促进剂。

7.根据权利要求2所述的超厚铜箔、高导热覆铜板的制作方法，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂KH560。

8.根据权利要求2所述的超厚铜箔、高导热覆铜板的制作方法，其特征在于，采用氧化铝、高纯氧化镁、二氧化硅作为填料。

9.根据权利要求1所述的超厚铜箔、高导热覆铜板的制作方法，其特征在于，

上胶步骤中，上胶速度为15～21m/min，控制参数；贴面层固体含量为48％～53％，内层固体含量为43％～53％，凝胶化时间为105～130S，流动度为20％～32％；

叠合步骤中，铜箔吸盘使用直径为2.5cm～3.5cm的吸嘴，L9夹具运行速度为900000"～1000000"；

热压步骤中，压制参数控制为：真空度20torro→60torro，面压力0.4Mpa～3.6Mpa,升温速率2～3℃/min，热盘温度120～210℃，总共压制时间120～160min。