CN105246260A - 一种铝基线路板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种铝基线路板的制造方法，包括以下步骤：S1：提供铝基底板，并对该铝基底板进行表面处理制备铝基层；S2：制备半固化树脂片；S3：提供一铜箔并层叠在所述半固化树脂片使铜箔层、半固化树脂片和铝基层形成待层合铝基线路板；S4：将多片待层合铝基线路板依次层叠在一起放入真空袋并对该真空袋进行抽真空至10～40Torr后保持密封；S5：将真空袋放入压合容器并在该压合容器中充满液体介质；S6：对所述压合容器进行加压、加温处理，使半固化树脂片固化；S7：冷却至常温形成铝基线路板。采用本发明的技术方案，通过改进铝基线路板的制备工艺以及绝缘层的配方，从而提升铝基线路板的散热性能。
Description
技术领域
本发明涉及线路板技术领域，尤其涉及一种铝基线路板的制造方法。
背景技术
铝基覆铜板为LED灯具的关键元器件之一，现有技术中通常由铝基材、绝缘介质粘连层和铜箔三种介质复合热压而成。由于热压过程在空气或真空中完成，成型压力比较大，覆铜板表面的层压受力并不是均匀的，这样就导致压制出来的产品翘曲度高、均匀性差，进而导致散热性能不佳影响LED灯具的使用寿命。同时随着铝基线路板上安装的LED的数量、单颗LED的功率增加，铝基线路板所承载的散热、电压也在不断增加，虽然铝基材和铜箔都具有良好的导热性能，但现有技术中所采用的绝缘介质通常是树脂混合物，其在散热和耐压方面都无法满足大功率LED灯具的使用要求，从而限制了LED铝基板的导热性能。
故，针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，以提供一种方案，解决现有技术中存在的缺陷。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种工艺简单、节能环保的铝基线路板的制造方法。
一种铝基线路板的制造方法，包括以下步骤：
S1：提供铝基底板，并对该铝基底板进行表面处理制备铝基层；
S2：制备半固化树脂片，所述半固化树脂片制备步骤如下：
(1)将质量占比为35％～60％的玻化环氧树脂、10％～40％的端胺基聚氨酯、15％～40％的酚醛树脂、1％～3％的二甲基咪唑和5％～35％的丙酮混合均匀，连续搅拌20～40分钟后静置1～3小时，制得环氧树脂混合剂；
(2)将质量占比为40％～65％的α-Al2O3陶瓷粉，33％～55％的碳化硅和1％～8％的四方相氧化锆混合均匀，制得纳米无机填充剂；
(3)将质量比为65％～85％的环氧树脂混合剂和15％～35％纳米无机填充剂混合均匀，制得半固化树脂粘合剂；
(4)利用丝网印刷将上述半固化树脂粘合剂涂覆在铝基层的表面上，形成所述半固化树脂片；
S3：提供一铜箔并层叠在所述半固化树脂片使铜箔层、半固化树脂片和铝基层形成待层合铝基线路板；
S4：将多片待层合铝基线路板依次层叠在一起放入真空袋并对该真空袋进行抽真空至10～40Torr后保持密封；
S5：将真空袋放入压合容器并在该压合容器中充满液体介质；
S6：对所述压合容器进行加压、加温处理，使半固化树脂片固化；
S7：冷却至常温形成铝基线路板。
优选地，在所述步骤S6中进一步包括以下步骤：
将所述压合容器加压至1.0MPa后保持恒定压力；
将所述压合容器进行恒压升温至120℃以上；
将所述压合容器进行限压循环升温至220℃以后；
将所述压合容器保持恒温恒压1至1.5小时。
优选地，还包括多级储能的步骤。
优选地，包括第一储能装置、第二储能装置和第三储能装置，所述第一储能装置、第二储能装置和第三储能装置分别存储不同能级的液体介质，与压合容器之间通过管道相互联通，且各个联通管道中设有用于控制液体相互流通的阀门；
所述第一储能装置预先存储加温至200℃以上的液体介质；
在对所述压合容器进行恒压升温至120℃以上的步骤中，通过控制第一储能装置和压合容器之间的阀门，使第一储能装置的液体介质流入压合容器使压合容器中的液体介质逐渐升温且通过控制第二储能装置、第三储能装置与压合容器之间的阀门使压合容器内保持压力恒定；
恒压过程中压合容器排除的液体介质，如果温度大于100℃排入第二储能装置，如果温度小于100℃排入第三储能装置。
优选地，还包括加热装置和抽液装置，所述加热装置和所述压合容器通过管道联通并在该管道中设置阀门，在管道的循环通路中设置抽液装置，所述抽液装置用于使液体介质循环流动；
在对所述压合容器进行限压循环升温至220℃以上的步骤中，通过加热装置和抽液装置对压合容器的液体介质进行循环加热且通过控制第一储能装置、第二储能装置、第三储能装置与压合容器之间的阀门使压合容器内保持压力保持在3.0MPa以下。
优选地，在所述步骤S7中，通过多级冷却降温至常温。
优选地，通过控制阀门，使压合容器的液体介质利用自身压差排放到第一储能装置中。
优选地，通过控制阀门和抽液装置，抽取第二储能装置中的液体介质到压合容器，再将压合容器中的液体介质再排到第一储能装置中。
优选地，通过控制阀门和抽液装置，抽取第三储能装置中的液体介质到压合容器，当压力超出预设值，将压合容器的液体介质排出，如果液体介质的温度大于100℃，排入第二储能装置，否则排入第三储能装置。
优选地，当液体介质温度小于50℃，通过控制阀门和抽液装置，将压合容器的液体介质全部排入第三储能装置
相对于现有技术，采用本发明的技术方案，通过改进铝基线路板的制备工艺以及绝缘层的配方，从而提升铝基线路板的散热性能；同时由于层压过程在密封容器的液体介质中完成，利用液体不可压缩的性质和均匀传递压力的性质，从而使得层压样品表面处处均匀加压，同时能够在层压过程中能够实现对压力和温度的精确控制，保证生产安全，压制出来的产品的翘曲度小，板内树脂固化量可以减少，不易出现白斑、裂纹，层内的气泡、空隙及麻点等；同时由于采用循环储能加热的方式使液体介质能够快速升温和降温，从而节约生产过程中的能源并提高生产效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的铝基线路板的制造方法的流程示意图。
图2为实现本发明实施例提供的铝基线路板的制造方法的结构示意图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
为了克服现有技术存在的缺陷，请参阅图1，所示为本发明实施例提供的铝基线路板的制造方法的流程示意图，一种铝基线路板的制造方法，包括以下步骤：
步骤S1：提供铝基底板，并对该铝基底板进行表面处理制备铝基层；
步骤S2：制备半固化树脂片，该半固化树脂片为由65％～85％的环氧树脂混合剂以及15％～35％纳米无机填充剂组成的组合物；环氧树脂混合剂包括玻化环氧树脂、端胺基聚氨酯、酚醛树脂、二甲基咪唑和丙酮；纳米无机填充剂包括α-Al2O3陶瓷粉、碳化硅以及四方相氧化锆，α-Al2O3陶瓷粉在纳米无机填充剂的质量占比为40％～65％，碳化硅在纳米无机填充剂的质量占比为33％～55％，四方相氧化锆在纳米无机填充剂的质量占比为1％～8％。
α-Al2O3陶瓷粉主要用于增加绝缘层的导热率，其纯度大于等于99.9％且均匀分散在环氧树脂混合剂中，α-Al2O3陶瓷粉的含量应当适量。当α-Al2O3陶瓷粉的含量较低时，第一绝缘层2和第二绝缘层3的导热率无法满足灯带电路的散热要求。当α-Al2O3陶瓷粉的含量较高时，导热率虽然会有较大程度的增加，但耐压性降低，无法满足LED灯具的耐压性要求。
四方相氧化锆(t-ZrO2)在纳米无机填充剂占比较低，用于提高第一绝缘层2和第二绝缘层3的韧性及与铝基板的结合力。
上述半固化树脂片制备步骤如下：
(1)将质量占比为35％～60％的玻化环氧树脂、10％～40％的端胺基聚氨酯、15％～40％的酚醛树脂、1％～3％的二甲基咪唑和5％～35％的丙酮混合均匀，连续搅拌20～40分钟后静置1～3小时，制得环氧树脂混合剂；
(2)将质量占比为40％～65％的α-Al2O3陶瓷粉，33％～55％的碳化硅和1％～8％的四方相氧化锆混合均匀，制得纳米无机填充剂；
(3)将质量比为65％～85％的环氧树脂混合剂和15％～35％纳米无机填充剂混合均匀，制得半固化树脂粘合剂；
(4)利用丝网印刷将上述半固化树脂粘合剂涂覆在铝基层的表面上，形成所述半固化树脂片；
步骤S3：提供一铜箔并层叠在所述半固化树脂片使铜箔层、半固化树脂片和铝基层形成待层合铝基线路板；
步骤S4：将多片待层合铝基线路板依次层叠在一起放入真空袋并对该真空袋进行抽真空至10～40Torr后保持密封；优选地，真空袋选用硅胶袋。
步骤S5：将真空袋放入压合容器并在该压合容器中充满液体介质；
步骤S6：对所述压合容器进行加压、加温处理，使半固化树脂片固化；
步骤S7：冷却至常温形成铝基线路板。
根据半固化树脂片的配方，本发明实施例提出一种层压工艺使半固化树脂片在固化过程中具有更优越的散热性能。在所述步骤S6中进一步包括以下步骤：
将压合容器中液体介质加压至1.0MPa后保持恒定压力；
将压合容器中液体介质进行恒压升温至120℃以上；
将压合容器中液体介质进行限压循环升温至220℃以后；
将压合容器中液体介质保持恒温恒压1至1.5小时。
为了充分利用能源以及循环利用的节能原理，在一种优选实施方式中，还包括多级储能的步骤。参见图2，所示为实现本发明铝基线路板的制造方法的结构示意图，包括压合容器、加热装置、抽液装置、第一储能装置、第二储能装置、第三储能装置、加压装置以及多个阀门，图2中示出1号至12号阀门以及各个阀门通过管道与压合容器、加热装置、抽液装置、第一储能装置、第二储能装置、第三储能装置和加压装置的连接关系。第一储能装置、第二储能装置和第三储能装置分别存储不同能级的液体介质，从高到低的三个能级的回收主体，与压合容器之间通过管道相互联通，且各个联通管道中设有用于控制液体相互流通的阀门；
第一储能装置预先存储加温至200℃以上的液体介质；采用本发明的技术方案，液体介质可以循环使用，因此可以利用夜间用电低谷预先将液体介质进行加热并存储在第一储能装置。在生产过程中，只需要在第一次加热时需要一次完整的升温过程，而后在每次生产中，都会回收排出和剩余的热能，所以后面的储能只需要补充层压消耗和热量散失的那部分热量，铝基线路板层压生产就可以节省大量的能耗，这样既经济又环保。
在对所述压合容器进行恒压升温至120℃以上的步骤中，通过控制第一储能装置和压合容器之间的阀门，使第一储能装置的液体介质流入压合容器使压合容器中的液体介质逐渐升温且通过控制第二储能装置、第三储能装置与压合容器之间的阀门使压合容器内保持压力恒定；
恒压过程中压合容器排除的液体介质，如果温度大于100℃排入第二储能装置，如果温度小于100℃排入第三储能装置。
所述加热装置和所述压合容器通过管道联通并在该管道中设置阀门，在管道的循环通路中设置抽液装置，所述抽液装置用于使液体介质循环流动；
在对所述压合容器进行限压循环升温至220℃以上的步骤中，通过加热装置和抽液装置对压合容器的液体介质进行循环加热且通过控制第一储能装置、第二储能装置、第三储能装置与压合容器之间的阀门使压合容器内保持压力保持在3.0MPa以下。
同理，在所述步骤S7中，通过多级冷却降温至常温，多级降温过程如下：
第一步，通过控制阀门，使压合容器的液体介质利用自身压差排放到第一储能装置中。
第二步，通过控制阀门和抽液装置，抽取第二储能装置中的液体介质到压合容器，再将压合容器中的液体介质再排到第一储能装置中。
第三步，通过控制阀门和抽液装置，抽取第三储能装置中的液体介质到压合容器，当压力超出预设值，将压合容器的液体介质排出，如果液体介质的温度大于100℃，排入第二储能装置，否则排入第三储能装置。
第四步，当液体介质温度小于50℃，通过控制阀门和抽液装置，将压合容器的液体介质全部排入第三储能装置。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种铝基线路板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：提供铝基底板，并对该铝基底板进行表面处理制备铝基层；
S2：制备半固化树脂片，所述半固化树脂片制备步骤如下：
(1)将质量占比为35％～60％的玻化环氧树脂、10％～40％的端胺基聚氨酯、15％～40％的酚醛树脂、1％～3％的二甲基咪唑和5％～35％的丙酮混合均匀，连续搅拌20～40分钟后静置1～3小时，制得环氧树脂混合剂；
(2)将质量占比为40％～65％的α-Al2O3陶瓷粉，33％～55％的碳化硅和1％～8％的四方相氧化锆混合均匀，制得纳米无机填充剂；
(3)将质量比为65％～85％的环氧树脂混合剂和15％～35％纳米无机填充剂混合均匀，制得半固化树脂粘合剂；
(4)利用丝网印刷将上述半固化树脂粘合剂涂覆在铝基层的表面上，形成所述半固化树脂片；
S3：提供一铜箔并层叠在所述半固化树脂片使铜箔层、半固化树脂片和铝基层形成待层合铝基线路板；
S4：将多片待层合铝基线路板依次层叠在一起放入真空袋并对该真空袋进行抽真空至10～40Torr后保持密封；
S5：将真空袋放入压合容器并在该压合容器中充满液体介质；
S6：对所述压合容器进行加压、加温处理，使半固化树脂片固化；
S7：冷却至常温形成铝基线路板。
2.根据权利要求1所述的铝基线路板的制造方法，其特征在于，在所述步骤S6中进一步包括以下步骤：
将所述压合容器加压至1.0MPa后保持恒定压力；
将所述压合容器进行恒压升温至120℃以上；
将所述压合容器进行限压循环升温至220℃以后；
将所述压合容器保持恒温恒压1至1.5小时。
3.根据权利要求2所述的铝基线路板的制造方法，其特征在于，还包括多级储能的步骤。
4.根据权利要求3所述的铝基线路板的制造方法，其特征在于，包括第一储能装置、第二储能装置和第三储能装置，所述第一储能装置、第二储能装置和第三储能装置分别存储不同能级的液体介质，与压合容器之间通过管道相互联通，且各个联通管道中设有用于控制液体相互流通的阀门；
所述第一储能装置预先存储加温至200℃以上的液体介质；
在对所述压合容器进行恒压升温至120℃以上的步骤中，通过控制第一储能装置和压合容器之间的阀门，使第一储能装置的液体介质流入压合容器使压合容器中的液体介质逐渐升温且通过控制第二储能装置、第三储能装置与压合容器之间的阀门使压合容器内保持压力恒定；
恒压过程中压合容器排除的液体介质，如果温度大于100℃排入第二储能装置，如果温度小于100℃排入第三储能装置。
5.根据权利要求4所述的铝基线路板的制造方法，其特征在于，还包括加热装置和抽液装置，所述加热装置和所述压合容器通过管道联通并在该管道中设置阀门，在管道的循环通路中设置抽液装置，所述抽液装置用于使液体介质循环流动；
在对所述压合容器进行限压循环升温至220℃以上的步骤中，通过加热装置和抽液装置对压合容器的液体介质进行循环加热且通过控制第一储能装置、第二储能装置、第三储能装置与压合容器之间的阀门使压合容器内保持压力保持在3.0MPa以下。
6.根据权利要求5所述的铝基线路板的制造方法，其特征在于，在所述步骤S7中，通过多级冷却降温至常温。
7.根据权利要求6所述的铝基线路板的制造方法，其特征在于，通过控制阀门，使压合容器的液体介质利用自身压差排放到第一储能装置中。
8.根据权利要求7所述的铝基线路板的制造方法，其特征在于，通过控制阀门和抽液装置，抽取第二储能装置中的液体介质到压合容器，再将压合容器中的液体介质再排到第一储能装置中。
9.根据权利要求8所述的铝基线路板的制造方法，其特征在于，通过控制阀门和抽液装置，抽取第三储能装置中的液体介质到压合容器，当压力超出预设值，将压合容器的液体介质排出，如果液体介质的温度大于100℃，排入第二储能装置，否则排入第三储能装置。
10.根据权利要求9所述的铝基线路板的制造方法，其特征在于，当液体介质温度小于50℃，通过控制阀门和抽液装置，将压合容器的液体介质全部排入第三储能装置。
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