CN106113803A - 一种铝基覆铜板及其用途和制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明所公开的是一种具有纳米碳散热涂层可折弯的铝基覆铜板及其用途和制备方法，其产成品的结构是，在铝箔板与铜箔板之间有TPI热塑性聚酰亚胺薄膜层，在铝箔板的外表面有纳米碳散热涂层，而其制备方法依次包括：铝箔板表面净化处理、清洗处理、烘干处理、叠合、压合成型、涂布纳米碳散热涂层。本发明产成品具有结构先进，可以随意折弯，散热效果好等特点，而其制备方法具有结构合理，易于控制，产成品质量好等特点。本发明产品特别适用于制备LED照明灯或其它的赋形电子产品的线路板。

Description

一种铝基覆铜板及其用途和制备方法
技术领域
本发明涉及一种铝基覆铜板及其用途和制备方法，属于电子线路板材料技术。
背景技术
当下的电子线路板，都是由铝箔与铜箔制备的铝基覆铜板，通过蚀刻而制备的。
所述的这种线路板，通常是不允许弯折的，这是因为弯折会使铝基与铜箔（线路）剥离，甚至很有可能造成铜箔线路的断开，而严重影响其正常工作。
而所述的这种线路板，必须具备良好的散热性能，为了能让所述线路板处于正常的工作状态，已有技术采取在铝箔板表面加装具有翅肋的铝质散热板等技术措施。
然而，正是由于已有的这种线路板的不可弯折和加装铝质散热板的结构形式，以致这种线路板只能平直布置，而不能在需要时将其制作成各种几何形状或各种曲面弧度状，制约了所述线路板的广泛应用，例如，已有技术的LED照明灯，就只能做成点状灯（灯泡）或类似于日光灯的条状灯。然而随着时代的发展，在某些环境下，要将LED照明灯做成球状照明灯，或其它椭圆形、三角形等各种几何形状的照明灯。对此，所述已有技术的LED照明灯（线路板）就无能为力难以实施了。显然，这是已有技术的不足。
发明内容
本发明旨在提供具有散热涂层可折弯的一种铝基覆铜板及其用途和制备方法，以克服已有技术的不足，满足社会实际应用的需求。
实现本发明目的的技术构想：一是采用粘结能力强、坚韧性好的TPI热塑性聚酰亚胺，作为铝箔板与铜箔板的粘接层，而令所述铝基覆铜板能够随意弯折，且不会伤害铜箔线路板；二是采用纳米碳与热固性树脂配置的浆料，涂布在铝箔板表面形成散热层，藉由碳原子高热散热效应，将热能转换为红外线射频，实施传递散热，从而有效降低所述线路板的工况温度，由此实现本发明的目的。
基于上述技术构想，本发明实现其目的的技术方案，也就应运而生了。
本发明实现其目的之第一个技术方案是：
一种铝基覆铜板，包括铝箔板和铜箔板，而其：
a，在铝箔板与铜箔板之间有TPI热塑性聚酰亚胺薄膜层，且铝箔板与铜箔板通过TPI热塑性聚酰亚胺薄膜层热合粘结成一体；
b，在铝箔板的外表面有纳米碳散热涂层。
由以上所给出的本发明技术方案结合本发明的技术构想可以明了，本发明实现了其所要实现的目的。
在所述技术方案中，本发明还主张，所述TPI热塑性聚酰亚胺薄膜层的厚度在0.02~0.03mm范围内，而所述纳米碳散热涂层的厚度在0.03~0.06mm范围内。
如以上所给出的本发明，用其尤其适合制备各种几何形状、各种弧度曲面的LED照明灯线路板，但并不排除制备其它的赋型电子线路板。这是本发明的第二个技术方案。
本发明的第三个技术方案是：
一种制备以上所述铝基覆铜板的方法，它以铝箔板、铜箔板、TPI热塑性聚酰亚胺薄膜和纳米碳为出发料，以真空热压成型装备为主加工装备，以具有纳米碳散热涂层可折弯的铝基覆铜板为目标产品，而其制备步骤依次包括：
（1）铝箔板表面净化处理；所述净化处理包括碱洗、酸洗和除锈3个工序，且所述3个工序依次分别实施：
（2）清洗处理；所述清洗处理是将经步骤1表面净化处理的铝箔板实施水洗处理；
（3）烘干处理；所述烘干处理是将步骤2水洗处理的铝箔板烘干；
（4）叠合；所述叠合是将经步骤3烘干的铝箔板和TPI热塑性聚酰亚胺薄膜及铜箔板，通过叠合装备依次叠合成3层复合箔；
（5）压合成型；所述压合成型是将经步骤4叠合的3层复合箔，通过真空热压装备热压成可弯折的铝基覆铜板；
（6）涂布纳米碳散热涂层；所述涂布纳米碳散热涂层是将经步骤5热压成型的可弯折铝基覆铜板的铝箔板外表面，涂布纳米碳树脂浆料，经固化后在铝箔板外表面生成具有所需厚度的纳米碳散热涂层，从而制得目标产品。
本发明主张，上述制备方法所包括的6个步骤，是在一条生产线上连续实施的。
在上述制备方法的技术方案中，本发明还主张：所述TPI热塑性聚酰亚胺薄膜层的厚度在0.02~0.03mm范围内，所述纳米碳散热涂层的厚度在0.03~0.06mm范围内。但不局限于此，可以视产品实情，在达到其技术要求的前提下，选择TPI热塑性聚酰亚胺薄膜和纳米碳散热涂层的最佳厚度，以降低制备成本和提高生产效率。
而其步骤1所述的碱洗，是采用25~35wt％NaOH水溶液碱洗，所述的酸洗，是采用浓度为380~420g/L的HNO3水溶液酸洗；所述的除锈，是采用100kg工业用水加30~50kg的JF-201型铝除锈剂的水溶液除锈。但并不限于此，应当时刻牢记在保证净化效果的前提下，尽最大努力节约用水用料。
而其步骤2所述的清洗，是采用城市公开用水清洗，后再用去离子水清洗，且均采用喷淋方式清洗。但不局限于此，采用完全去离子水清洗，当然是很好的，而清洗方式也可以是水浴中清洗。
而其步骤3所述的烘干处理，是采用隧道窑烘干处理，烘干温度控制在130~150℃范围内，时间控制在2~5min范围内。但并不局限于此。在非生产线连续加工的条件下，也可以采取加热炉烘干。
而其步骤5所述的热压成型的温度在300~350℃范围内；压强在4.0~4。5MPa范围内，时间在50~70min范围内，且在真空状态下实施热压成型，其真空度在-40mm汞柱以上。但不局限于此，在达到目标产品技术要求的前提下，可以视情降低加热温度，缩短加工时间，减小加压强度。而所述真空度是为了排除已有的和再生的气体，而使铝箔板与铜箔板密贴在一起（不允许有气孔存在）。
而其步骤6所述的涂布纳米碳涂层的浆料，是重量百分比为15~50％的纳米碳与50~85％热固性树脂复配浆料；且采用丝网印刷或喷淋的方式实施涂布；而其所述固化是自然固化或加热固化，且加热固化的温度在100~150℃范围内，加热固化的时间在2~3min范围内；而所述纳米碳的粒度在100~250nm范围内。但不局限于此。由于丝网印刷的所述浆料厚度可控，本发明予以优选。而所述的工艺参数，在保证目标产品品质的前提下，是可以视情变动的。尤其是所述固化，本发明优选自然固化，这是由于自然固化即常温固化，对TPI热塑性聚酰亚胺不会产生不利影响。
上述技术方案得以全面实施后，本发明所具有的目标产品结构先进，不会由于弯折而产生铝箔与铜箔（线路）剥离开裂，散热效果好；而其制备方法合理可控，产成品质量好等特定，是显而易见的。
附图说明
图1是本发明具有纳米碳散热涂层可折弯的一种铝基覆铜板的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，通过具体实施方式的描述，对本发明作进一步说明。
具体实施方式之一，如附图1所示。
一种铝基覆铜板，包括铝箔板1和铜箔板2，而其：
a，在铝箔板1与铜箔板2之间有TPI热塑性聚酰亚胺薄膜层3，且铝箔板1与铜箔板2通过TPI热塑性聚酰亚胺薄膜层3热合粘结成一体；
b，在铝箔板1的外表面有纳米碳散热涂层4。
而所述TPI热塑性聚酰亚胺薄膜层3的厚度在0.02~0.03mm范围内，而所述纳米碳涂层4的厚度在0.03~0.06mm范围内。
具体实施方式之二：
上述所述铝基覆铜板，特别适用于制备各种几何形状和各种弧度曲面的LED照明灯线路板，或其它的赋形电子产品线路板。
具体实施方式之三，请参读附图1.
一种制备以上所述具有纳米碳散热涂层可折弯的铝基覆铜板的方法，它以铝箔板、铜箔板、TPI热塑性聚酰亚胺薄膜和纳米碳为出发料，以真空热压成型装备为主加工装备，以具有纳米碳散热涂层可折弯的铝基覆铜板为目标产品，而其制备步骤依次包括：
（1）铝箔板表面净化处理；所述净化处理包括碱洗、酸洗和除锈3个工序，且所述3个工序依次分别实施：
（2）清洗处理；所述清洗处理是将经步骤1表面净化处理的铝箔板实施水洗处理；
（3）烘干处理；所述烘干处理是将步骤2水洗处理的铝箔板烘干；
（4）叠合；所述叠合是将经步骤3烘干的铝箔板和TPI热塑性聚酰亚胺薄膜及铜箔板，通过叠合装备依次叠合成3层复合箔；
（5）压合成型；所述压合成型是将经步骤4叠合的4层复合箔，通过真空热压装备热压成可弯折的铝基覆铜板；
（6）涂布纳米碳散热涂层；所述涂布纳米碳散热涂层是将经步骤5热压成型的可弯折铝基覆铜板的铝箔板外表面，涂布纳米碳树脂浆料，经固化后在铝箔板外表面生成具有所需厚度的纳米碳散热涂层，从而制得目标产品。
而其所述TPI热塑性聚酰亚胺薄膜层的厚度在0.02~0.03mm范围内，所述纳米碳散热涂层的厚度在0.03~0.06mm范围内。
而其步骤1所述的碱洗，是采用25~35wt％NaOH水溶液碱洗，所述的酸洗，是采用浓度为380~420g/L的HNO3水溶液酸洗；所述的除锈，是采用100kg工业用水加30~50kg的JF-201型铝除锈剂的水溶液除锈。
而其步骤2所述的清洗，是采用城市公开用水清洗，后再用去离子水清洗，且均采用喷淋方式清洗。
而其步骤3所述的烘干处理，是采用隧道窑烘干处理，烘干温度控制在130~150℃范围内，时间控制在2~5min范围内。
而其步骤5所述的热压成型的温度在300~350℃范围内；压强在4.0~4。5MPa/cm2范围内，时间在50~70min范围内，且在真空状态下实施热压成型，其真空度在-40mm汞柱以上。
而其步骤6所述的涂布纳米碳散热涂层的浆料，是重量百分比为15~50％的纳米碳与50~85％热固性树脂复配浆料；且采用丝网印刷或喷淋的方式实施涂布；而其所述固化是自然固化或加热固化，且加热固化的温度在100~150℃范围内，加热固化的时间在2~3min范围内；而所述纳米碳的粒度在100~250nm范围内。
在上述具体实施方式之三中：
所述铝箔板系硬质铝箔板的条件下，在其步骤1与步骤2之间，还包括阳极氧化处理，而所述阳极氧化处理，建议采用硫酸阳极氧化处理。
所述JF-201型铝除剂，所采用的是常州天瑞表面技术有限公司生产的。
而所述铜箔板，是已经表面净化处理和除锈处理的市供产品。
而其6个所述生产步骤，是在同一生产线上连续实施的。
如具体实施方式所描述的本发明初样，通过5~10次的180°折弯试验，均未发现铝箔与铜箔（线路）分层、开裂和剥离的问题，取得了明显优越的结构效能；且其散热效果很好，工况下表面温度比常温高30~50℃，其温升在技术要求许可范围内，而具有十分明显的实质性特点和显著的进步，实现了本发明的初衷。
这里还应当说明的是，依据本发明的技术构想，也可以分别制备可弯折的，或具有纳米碳散热涂层的铝基覆铜板。所述这2种不同技术方案的铝基覆铜板，在制造业中均可得到广泛应用。

Claims (10)

1.一种铝基覆铜板，包括铝箔板（1）和铜箔板（2），其特征在于：
a，在铝箔板（1）与铜箔板（2）之间有TPI热塑性聚酰亚胺薄膜层（3），且铝箔板（1）与铜箔板（2）通过TPI热塑性聚酰亚胺薄膜层（3）热合粘结成一体；
b，在铝箔板（1）的外表面有纳米碳散热涂层（4）。
2.根据权利要求1所述的一种铝基覆铜板，其特征在于：所述TPI热塑性聚酰亚胺薄膜层（3）的厚度在0.02~0.03mm范围内，而所述纳米碳散热涂层（4）的厚度在0.03~0.06mm范围内。
3.一种如权利要求1或2所述的铝基覆铜板，用其制备各种几何形状、各种弧度曲面的LED照明灯线路板，或其它的赋形电子线路板。
4.一种制备如权利要求1或2所述铝基覆铜板的方法，它以铝箔板、铜箔板、TPI热塑性聚酰亚胺薄膜和纳米碳为出发料，以真空热压成型装备为主加工装备，以具有纳米碳散热涂层可折弯的铝基覆铜板为目标产品，其特征在于，它的制备步骤依次包括：
（1）铝箔板表面净化处理；所述净化处理包括碱洗、酸洗和除锈3个工序，且所述3个工序依次分别实施：
（2）清洗处理；所述清洗处理是将经步骤1表面净化处理的铝箔板实施水洗处理；
（3）烘干处理；所述烘干处理是将步骤2水洗处理的铝箔板烘干；
（4）叠合；所述叠合是将经步骤3烘干的铝箔板和TPI热塑性聚酰亚胺薄膜及铜箔板，通过叠合装备依次叠合成3层复合箔；
（5）压合成型；所述压合成型是将经步骤4叠合的3层复合箔，通过真空热压装备热压成可弯折的铝基覆铜板；
（6）涂布纳米碳散热涂层；所述涂布纳米碳散热涂层，是将经步骤5热压成型的可弯折铝基覆铜板的铝箔板外表面，涂布纳米碳树脂浆料，经固化后在铝箔板外表面生成具有所需厚度的纳米碳散热涂层，从而制得目标产品。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述TPI热塑性聚酰亚胺薄膜层的厚度在0.02~0.03mm范围内，所述纳米碳散热涂层的厚度在0.03~0.06mm范围内。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，其步骤1所述的碱洗，是采用25~35wt％NaOH水溶液碱洗；所述的酸洗，是采用浓度为380~420g/L的HNO3水溶液酸洗；所述的除锈，是采用100kg工业用水加30~50kg的JF-201型铝除锈剂的水溶液除锈。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，其步骤2所述的清洗，是采用城市公开用水清洗，后再用去离子水清洗，且均采用喷淋方式清洗。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，其步骤3所述的烘干处理，是采用隧道窑烘干处理，烘干温度控制在130~150℃范围内，时间控制在2~5min范围内。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，其步骤5所述的热压成型的温度在300~350℃范围内；压强在4.0~4.5MPa范围内，时间在50~70min范围内，且在真空状态下实施热压成型，其真空度在-40mm汞柱以上。
10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，其步骤6所述的涂布纳米碳涂层的浆料，是重量百分比为15~50％的纳米碳与50~85％热固性树脂复配浆料；且采用丝网印刷或喷淋的方式实施涂布；而其所述固化是自然固化或加热固化，且加热固化的温度在100~150℃范围内，加热固化的时间在2~3min范围内；而所述纳米碳的粒度在100~250nm范围内。
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