CN107639906A - 一种高导热含氟树脂基半固化片及其制备的覆铜板 - Google Patents

一种高导热含氟树脂基半固化片及其制备的覆铜板 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高导热含氟树脂基半固化片。本发明在高导热无机填料中引入了偶联剂修饰的无机纳米支撑材料,提升了高导热复合无机填料与含氟树脂基体之间的相容性,在提升含氟树脂热导率的同时,抑制了树脂基体内高导热无机填料的聚集。用玻纤布浸渍该含氟树脂混合物的分散液、再经烘干等步骤制得的半固化片导热率高、含胶量均匀、浸胶质量佳、树脂附着力强、表面平整、韧性和粘性适宜。本发明还涉及一种用该高导热含氟树脂基半固化片制备的高频覆铜板,其横向导热率高、热‑机械性能佳、介电性能优异、铜箔剥离强度高、耐候性佳,满足大功率器件对横向快速散热的要求,达到了高频通信领域对基板材料各项综合性能的要求。

Description

一种高导热含氟树脂基半固化片及其制备的覆铜板
技术领域
[0001] 本发明属于通信材料领域,具体涉及一种高导热含氟树脂基半固化片及其制备的 覆铜板。
背景技术
[0002] 随着可穿戴设备、无人驾驶汽车、无人机和智能机器人等领域的迅速发展,人们对 于小型化、轻型化和薄型化电子产品的需求越来越大。作为电子元器件主要载体的覆铜板, 其集成度越来越高、线路越来越精细,为保证电子元器件工作的稳定性,覆铜板除了要拥有 稳定的绝缘性、热-机械性能之外,还需要拥有良好的散热功能。金属基覆铜板拥有最好的 散热能力,但其制造成本居高不下、生产难度大,仅多用于高电流模块。氧化铝基、氮化铝基 和氮化硅基等陶瓷基板也拥有良好的热导率,但是陶瓷基板机械性能较差。以FR-4为代表 的传统环氧树脂基覆铜板虽拥有优异的热-机械稳定性,但其热导率只有〇.25W/m*K。向树 脂基体中填充大量的无机导热材料,虽可以提升复合材料的热导率,但其加工性能明显下 降,且制品脆性增大、树脂基体与铜箱的粘结性变差。此外,其横向和纵向散热效果一致,不 能满足大功率器件对横向快速散热的要求,进而难以满足当下高速、高频、无损和大容量信 息传送的需求。
[0003] 以聚四氟乙烯(PTFE)为代表的含氟树脂因其特有的化学结构而拥有其他聚合物 树脂无法比拟的低介电常数、低介电损耗、高热稳定性和化学稳定性等多种优异性能。自美 国专利US3136680优先报道以来,PTFE已被普遍用作覆铜板的基体材料。然而,含氟树脂本 身的热导率极低(〜〇.15W/m*K),限制了它更为广泛的应用,开发高导热的含氟树脂基高频 覆铜板迫在眉睫。
发明内容
[0004] 为了获得较高的热导率,高导热无机填料在树脂基体内的负载量一般需要很高。 但由于含氟树脂本身的化学惰性,高导热无机填料与含氟树脂之间的相互作用力弱、相容 性差。以AlN、BN、SiC和Si3N4为代表的高导热无机填料表面又缺少羟基等活性官能团,因而 难以通过传统的偶联剂修饰法来提升高导热无机填料与含氟树脂之间的相容性,这将不可 避免地降低复合树脂基体的机械性能和介电性能。以Mg0、Al203、Zn0等为代表的其他导热性 填料虽易于进行表面偶联剂修饰,但其自身热导率较低,即使在较高添加量的情况下,复合 材料热导率的提升也较为有限。
[0005] 针对现有技术方案的不足,本发明在高导热无机填料内首先引入了偶联剂修饰的 无机纳米支撑材料,提升了高导热复合无机填料与含氟树脂基体之间的相容性。无机纳米 支撑材料在高导热无机填料表面吸附,在确保后者在含氟树脂基体内形成大量有效贯穿的 导热逾渗网络的同时,抑制高导热无机填料的聚集。此外,玻纤布表面同样用偶联剂修饰, 增强了高导热复合无机填料、玻纤布与含氟树脂基体三者之间的相互作用力。由此,本发明 制备得到了一种导热率高、含胶量均匀、浸胶质量佳、树脂附着力强、表面平整、韧性和粘性 适宜含氟树脂基半固化片。
[0006] 本发明的另一目的在于提供一种由该半固化片、膜和铜箱制备得到的高导热高频 覆铜板。一方面,膜的存在增强了半固化片与半固化片、半固化片与铜箱之间的粘结力,使 得所制得的覆铜板热-机械性能佳、介电性能优异、铜箱剥离强度高,提升了覆铜板综合性 能的稳定性;另一方面,膜的导热率一般较低,可在半固化片之间形成一层隔热层,在确保 覆铜板横向高热导率的同时,降低其纵向方向上的导热能力,从而满足大功率器件对横向 快速散热的要求。
[0007] 本发明解决上述问题采用的技术方案是:一种高导热含氟树脂基半固化片,制备 方法依次包括以下步骤: 51、 配置固含量为0.01〜5wt/v%高导热无机填料的均匀分散液; 52、 向步骤Sl中的所述均匀分散液中加入无机纳米支撑材料,搅拌均匀后加入偶联剂, 于20〜90°C下继续搅拌0.5〜72h,得到均匀混合分散液,其中所述无机纳米支撑材料占所述 高导热无机填料的0.1〜200wt%,所述偶联剂的用量占所述无机纳米支撑材料的0〜I Owt%; 53、 向步骤S2中的所述均匀混合分散液中再次加入所述高导热无机填料,使得所述高 导热无机填料的浓度在此前基础上提高0.005〜5wt/v%,搅拌均匀,随后再次加入所述无机 纳米支撑材料,使得所有所述无机纳米支撑材料占所有所述高导热无机填料的0.1〜 200wt%,搅拌均匀后加入所述偶联剂,于20〜90 °C下继续搅拌0.5〜72h,其中所有所述偶联剂 的用量占所有所述无机纳米支撑材料的〇〜I Owt%; 54、 重复步骤S3数次,直到所述均匀混合分散液中的所述高导热无机填料的浓度超过 lOwt/v%,随后过滤除去溶剂,将固体于50〜240°C下烘干,得到高导热复合无机填料; 55、 向含氟树脂乳液中加入步骤S4中所述高导热复合无机填料和所述偶联剂,搅拌均 匀后得到含氟树脂混合物的均匀分散液,固含量为20〜75wt/v%,其中所述高导热复合无机 填料占含氟树脂的5〜75wt%,所述偶联剂的用量占所述含氟树脂的0〜I Owt%; 56、 将步骤S5中的所述含氟树脂混合物的均匀分散液浸渍玻纤布,经烘烤干燥得到半 固化片。
[0008] 进一步优选的技术方案在于:所述高导热无机填料为A1N、BN、SiC和Si3N4中的一种 或几种的混合物,粒径为1〜12μπι。
[0009] 进一步优选的技术方案在于:所述无机纳米支撑材料为Si〇2、Ti〇2、Bi2〇3、MgO、 Al2〇3、ZnO、Al (OH) 3、Mg (OH) 2、BaxSri-xTi03 (x=l〜0)、Mg2Ti〇4、Bi2 (TiO3) 3、PbTi〇3、NiTi〇3、 CaTi〇3、ZnTi〇3、ZmTi〇4、BaSn〇3、Bi2 (Sn〇3) 3、CaSn〇3、PbSn〇3、MgSnCb、SrSn〇3、ZnSn〇3、BaZrCb、 CaZrO3、PbZrO3、MgZr03、SrZrO3、ZnZrO3、铅镁铌酸盐、铁钨铌酸盐、锆钛酸铅、立德粉、碳纳米 管、碳纤维、勃姆石、硅灰石、滑石粉、膨润土、硅微粉、云母粉、水镁石、高岭土、浮石粉和粘 土中的一种或几种的混合物,粒径为I 〇〜800nm。
[0010] 进一步优选的技术方案在于:所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶 联剂、硼酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂、稀土偶联剂、磷酸酯偶联剂和磺酰叠氮偶联剂及其衍 生物中的一种或多种的混合物。
[0011] 进一步优选的技术方案在于:所述含氟树脂乳液为聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、聚 偏二氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯 和乙烯-三氟氯乙烯共聚物及其衍生物中的一种或几种混合物的乳液,所述含氟树脂乳液 的固含量为20〜70wt/v%,粘度为9〜45mPa.s (25°C)。
[0012] 进一步优选的技术方案在于:所述均匀分散液以及均匀混合分散液的溶剂为可使 得所述高导热无机填料以及无机纳米支撑材料均匀分散的水、有机溶剂中的一种或几种的 混合物;所述含氟树脂混合物的均匀分散液的溶剂为可使得所述含氟树脂、高导热无机填 料以及无机纳米支撑材料均匀分散的水、有机溶剂中的一种或几种的混合物。
[0013] 进一步优选的技术方案在于:所述玻纤布为106、1080、2116和7628电子级玻纤布 中的一种。
[0014] 进一步优选的技术方案在于:步骤S6中所述烘烤干燥分为两个阶段,第一阶段烘 烤干燥温度为50〜120°C,时间为1〜IOmin;第二阶段烘烤干燥温度为150〜350°C,时间为1〜 IOmin0
[0015] —种高导热含氟树脂基半固化片制备的覆铜板,制备方法依次包括以下步骤:将 数张所述半固化片、膜和覆于表层的铜箱叠合在一起,经层压得到高导热高频覆铜板,其中 所述半固化片的张数多1,所述膜的张数多〇,所述铜箱的张数为1或2,层压温度为150〜430 °C,层压压力为50〜150kg/ cm2,层压时间为30min〜24h。
[0016] 进一步优选的技术方案在于:所述膜为聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、聚偏二氟乙 烯、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、乙烯-三 氟氯乙烯共聚物、聚烯烃、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酮、聚醚醚酮、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚芳 醚砜、聚芳硫醚砜、聚芳醚酮、聚芳硫醚酮、聚醚砜酮、聚芳醚砜腈、聚芳硫醚砜腈、聚苯基喹 喔啉、酚醛树脂、环氧树脂、氰酸酯树脂、聚酯、聚氨酯、聚甲醛、聚碳酸酯、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯 乙烯共聚物、SEBS、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、苯乙 烯-聚烯烃-苯乙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、丁苯橡胶、丁腈橡胶和纤维素及其衍生 物的一种或多种的混合物制备得到的膜。另一方面,所述膜也可以由上述材料的一种或多 种与所述高导热无机填料或者与所述无机纳米填充材料混合制备得到。
[0017] 本发明操作过程简单、制备条件温和、生产成本低、易于批量化和规模化生产、普 适性强,具有良好的工业化生产基础和广阔的应用前景。
具体实施方式
[0018] 以下所述仅为本发明的较佳实施例,非对本发明的范围进行限定。
[0019] 实施例1 向800份乙醇和200份水组成的混合溶剂中加入20份SiC (粒径6μπι),搅拌均匀后加入2 份Al2O3 (粒径200nm),进一步搅拌均匀;随后,加入0.04份偶联剂ΚΗ550,于80 °C下搅拌0.5h; 再次加入20份SiC (粒径6μπι),使得SiC浓度提高到4wt/v%,搅拌均匀后再次加入2份Al2O3 (粒 径200nm),进一步搅拌均匀;随后,再次加入0.04份偶联剂KH550,于80°C下搅拌0.5h;重复 上述操作直到SiC的浓度达到lOwt/v%;过滤除去溶剂后,固体于IHTC下烘干得到高导热 SiCAl2O3复合无机填料;称取60份聚四氟乙烯乳液(杜邦Tef Ion® PTFE DISP30,固含量 60%)和40份四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物乳液(杜邦Tef Ion® PFAD 335D,固含量 60%),混合均匀之后,加入80份高导热SiCVAl2O3复合无机填料和2份偶联剂KH550,经搅拌混 合得到含氟树脂混合物的均匀分散液;加入稀释剂丙酮以使得该分散液的固含量控制在 60wt/v%左右;采用1080玻纤布在上述含氟树脂混合物的均匀分散液中浸胶,再经烘烤得到 半固化片。其中第一阶段烘烤温度为ll〇°C,时间为3min,第二阶段烘烤温度为250°C,时间 为5min;取8张半固化片和7张ΡΊΈΕ膜,两面分别附上Ioz铜箱,在压力为95〜125kg/cm2、温度 为385°C情况下层压6h,制得覆铜板。
[0020] 实施例2 向800份乙醇和200份水组成的混合溶剂中依次加入10份BN (粒径1 Ομπι)和10份SiC (粒 径6μπι),搅拌均匀后加入2份Al2O3 (粒径200nm),进一步搅拌均匀;随后,加入0.04份偶联剂 KH550,于80°C下搅拌0.5h;再依次加入10份BN (粒径ΙΟμπι)和10份SiC (粒径6μπι),使得BN和 SiC浓度分别提高到2wt/v%,搅拌均匀后再次加入2份Al2O3 (粒径200nm),进一步搅拌均匀; 随后,再次加入0.04份偶联剂KH550,于80 °C下搅拌0.5h;重复上述操作直到BN和SiC的浓度 分别达到6wt/v%;过滤除去溶剂后,固体于IHTC下烘干得到高导热BN/SiC/Al2〇3复合无机 填料;称取50份聚四氟乙烯乳液(杜邦Teflon® ΡΊΈΕ DISP30,固含量60%)和50份四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物乳液(杜邦Teflon® PFAD 335D,固含量60%),混合均匀之后,加 入80份高导热BN/SiC/Al2〇3复合无机填料和2份偶联剂KH550,经搅拌混合得到含氟树脂混 合物的均匀分散液;加入稀释剂丙酮以使得该分散液的固含量控制在60wt/v%左右;采用 1080玻纤布在上述含氟树脂混合物的均匀分散液中浸胶,再经烘烤得到半固化片。其中第 一阶段烘烤温度为ll〇°C,时间为3min,第二阶段烘烤温度为250°C,时间为5min;取8张半 固化片和7张PTFE膜,两面分别附上Ioz铜箱,在压力为90〜120kg/cm2、温度为380 °C情况下 层压6h,制得覆铜板。
[0021] 实施例3 向850份乙醇和150份水组成的混合溶剂中依次加入20份BN (粒径ΙΟμπι),搅拌均匀后加 入2份MgO (粒径500nm),进一步搅拌均匀;随后,加入0.04份偶联剂ΚΗ550,于80°C下搅拌 0.5h;再依次加入20份BN(粒径ΙΟμπι),使得BN浓度提高到4wt/v%,搅拌均匀后再次加入2份 MgO (粒径500nm),进一步搅拌均匀;随后,再次加入0.04份偶联剂KH550,于80 °C下搅拌 0.5h;重复上述操作直到BN的浓度达到12wt/v%;过滤除去溶剂后,固体于IKTC下烘干得到 高导热BNAl2O3复合无机填料;称取50份聚四氟乙烯乳液(杜邦Teflon® ΡΊΈΕ DISP30,固含 量60%)和60份聚全氟乙丙烯乳液(杜邦Teflon® roroi21,固含量54%),混合均匀之后,加入 80份高导热ΒΝ/MgO复合无机填料和2份偶联剂KH550,经搅拌混合得到含氟树脂混合物的均 匀分散液;加入稀释剂丙酮以使得该分散液的固含量控制在60wt/v%左右;采用1080玻纤布 在上述含氟树脂混合物的均匀分散液中浸胶,再经烘烤得到半固化片。其中第一阶段烘烤 温度为ll〇°C,时间为3min,第二阶段烘烤温度为250°C,时间为5min;取8张半固化片和7张 PTFE膜,两面分别附上Ioz铜箱,在压力为90〜120kg/cm2、温度为380°C情况下层压6h,制得 覆铜板。
[0022] 实施例4 向850份乙醇和150份水组成的混合溶剂中依次加入20份BN (粒径ΙΟμπι),搅拌均匀后加 入2份Al2O3 (粒径200nm),进一步搅拌均匀;随后,加入0.04份偶联剂ΚΗ550,于80°C下搅拌 0.5h;再依次加入20份BN (粒径5μπι),使得BN浓度提高到4wt/v%,搅拌均匀后再次加入2份 Al2〇3(粒径200nm),进一步搅拌均匀;随后,再次加入0.04份偶联剂KH550,于80°C下搅拌 0.5h;重复上述操作直到BN的浓度达到12wt/v%;过滤除去溶剂后,固体于IKTC下烘干得到 高导热BN/Al2〇3复合无机填料;称取50份聚四氟乙烯乳液(杜邦Teflon® ΡΊΈΕ DISP30,固含 量60%)和60份聚全氟乙丙烯乳液(杜邦Teflon® roroi21,固含量54%),混合均匀之后,加入 80份高导热BN/Al2〇3复合无机填料和2份偶联剂KH550,经搅拌混合得到含氟树脂混合物的 均匀分散液;加入稀释剂丙酮以使得该分散液的固含量控制在60wt/v%左右;采用1080玻纤 布在上述含氟树脂混合物的均匀分散液中浸胶,再经烘烤得到半固化片。其中第一阶段烘 烤温度为110°C,时间为3min,第二阶段烘烤温度为250°C,时间为5min;取8张半固化片和7 张PTFE膜,两面分别附上Ioz铜箱,在压力为90〜120kg/cm2、温度为380°C情况下层压6h,制 得覆铜板。
[0023] 实施例5 向850份乙醇和150份水组成的混合溶剂中依次加入20份BN (粒径5μπι),搅拌均匀后加 入2份MgO (粒径IOOnm),进一步搅拌均匀;随后,加入0.04份偶联剂ΚΗ550,于80°C下搅拌 0.5h;再依次加入20份BN (粒径5μπι),使得BN浓度提高到4wt/v%,搅拌均匀后再次加入2份 MgO (粒径IOOnm),进一步搅拌均勾;随后,再次加入0.04份偶联剂KH550,于80 °C下搅拌 0.5h;重复上述操作直到BN的浓度达到12wt/v%;过滤除去溶剂后,固体于IKTC下烘干得到 高导热BN/MgO复合无机填料;称取50份聚四氟乙烯乳液(杜邦Teflon® PTFE DISP30,固含 量60%)和60份聚全氟乙丙烯乳液(杜邦Teflon® roroi21,固含量54%),混合均匀之后,加入 80份高导热ΒΝ/MgO复合无机填料和2份偶联剂KH550,经搅拌混合得到含氟树脂混合物的均 匀分散液;加入稀释剂丙酮以使得该分散液的固含量控制在60wt/v%左右;采用1080玻纤布 在上述含氟树脂混合物的均匀分散液中浸胶,再经烘烤得到半固化片。其中第一阶段烘烤 温度为ll〇°C,时间为3min,第二阶段烘烤温度为250°C,时间为5min;取8张半固化片和7张 PTFE膜,两面分别附上Ioz铜箱,在压力为90〜120kg/cm2、温度为380°C情况下层压6h,制得 覆铜板。
[0024] 实施例6 半固化片的制备方法与实施例5—致。取8张半固化片、3张PTFE膜和4张杜邦Kapton® F 膜,两面分别附上Ioz铜箱,在压力为100〜1301^/〇112、温度为385<€情况下层压611,制得覆铜 板。
[0025] 实施例7 半固化片的制备方法与实施例5—致。取8张半固化片和7张杜邦Kaptone ?膜,两面分 别附上Ioz铜箱,在压力为105〜135kg/cm2、温度为385°C情况下层压6h,制得覆铜板。
[0026] 实施例8 半固化片的制备方法与实施例5—致。取15张半固化片,两面分别附上Ioz铜箱,在压力 为125〜145kg/cm2、温度为395°C情况下层压6h,制得覆铜板。
[0027] 对比例1 称取50份聚四氟乙烯乳液(杜邦Tef Ion® PTFE DISP30,固含量60%)和60份聚全氟乙丙 烯乳液(杜邦Tef Ion® FEPD121,固含量54%),混合均匀之后,加入80份BN(粒径ΙΟμπι)和2.5 份偶联剂ΚΗ550,经搅拌混合得到含氟树脂混合物的均匀分散液;加入稀释剂丙酮以使得该 分散液的固含量控制在60wt/v%左右;采用1080玻纤布在上述含氟树脂混合物的均匀分散 液中浸胶,再经烘烤得到半固化片。其中第一阶段烘烤温度为ll〇°C,时间为3min,第二阶 段烘烤温度为250°C,时间为5min;取8张半固化片和7张PTFE膜,两面分别附上Ioz铜箱,在 压力为115〜135kg/cm2、温度为400 °C情况下层压6h,制得覆铜板。
[0028] 对比例2 向800份乙醇和200份水组成的混合溶剂中同时加入120份BN (粒径ΙΟμπι)和12份MgO (粒 径500nm),搅拌均匀后,加入0.25份偶联剂ΚΗ550,于80°C下搅拌6h;过滤除去溶剂后,固体 于IKTC下烘干得到BNAl2O3复合无机填料;称取50份聚四氟乙烯乳液(杜邦Teflone PTFE DISP30,固含量60%)和60份聚全氟乙丙烯乳液(杜邦Teflon® roroi21,固含量54%),混合均 匀之后,加入80份BNAl2O3复合无机填料和2.5份偶联剂KH550,经搅拌混合得到含氟树脂混 合物的均匀分散液;加入稀释剂丙酮以使得该分散液的固含量控制在60wt/v%左右;采用 1080玻纤布在上述含氟树脂混合物的均匀分散液中浸胶,再经烘烤得到半固化片。其中第 一阶段烘烤温度为ll〇°C,时间为3min,第二阶段烘烤温度为250°C,时间为5min;取8张半 固化片和7张ΡΊΈΕ膜,两面分别附上Ioz铜箱,在压力为100〜130kg/cm2、温度为390°C情况下 层压6h,制得覆铜板。
[0029] 实施例和对比例中高导热含氟树脂基半固化片和覆铜板的各项性能如表1所列。
Figure CN107639906AD00101
[0030]如对比例1所示,在未有偶联剂修饰的无机纳米支撑材料存在的情况,高导热无机 填料与含氟树脂基体之间的相互作用力弱,半固化片的品质差。虽然所制备得到的覆铜板 的热导率提升也较明显,但其介电损耗也极具增大、树脂与铜箱之间的粘结力弱、击穿电压 和耐浸焊性大幅降低。在对比例1的基础上一次性引入偶联剂修饰的无机纳米支撑材料,虽 然可以一定程度克服上述缺点,但是与偶联剂修饰的无机纳米支撑材料和高导热无机填料 交替混合的情况相比(例如实施例3),覆铜板的综合性能尚有明显劣势,尤其是在介电损 耗、击穿电压和耐浸焊性等方面,这主要是因为交替混合法可以更好把偶联剂修饰的无机 纳米支撑材料复合到高导热无机填料内。实施例8未采用膜来制备覆铜板,致使覆铜板横纵 向的热导率相近。
[0031] 我们通过实施例1〜7可以看到,无机纳米支撑材料在高导热无机填料表面的吸附, 提升了高导热复合无机填料与含氟树脂基体之间的相容性,有效抑制了高导热无机填料的 聚集,确保了含氟树脂基良好的热导率和介电性能。此外,玻纤布表面同样用偶联剂修饰, 增强了高导热复合无机填料、玻纤布与含氟树脂基体三者之间的相互作用力,由此制备得 到的半固化片含胶量均匀、浸胶质量佳、树脂附着力强、表面平整、韧性和粘性适宜。以此半 固化片、膜和铜箱制备得到的覆铜板热-机械性能佳、介电性能优异、铜箱剥离强度高,提升 了覆铜板综合性能的稳定性。尤其是膜的存在,可在半固化片之间充当一层隔热层,在确保 覆铜板横向高热导率的同时,降低其纵向方向上的导热能力,从而满足大功率器件对横向 快速散热的要求。
[0032] 本发明操作过程简单,制备条件温和,生产成本低,易于批量化、规模化生产,具有 良好的工业化生产基础和广阔的应用前景。
[0033] 上面对本发明的实施方式作了详细说明,但是本发明不限于上述实施方式,在所 述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出 各种修改。这些都是不具有创造性的修改,只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法 的保护。

Claims (10)

1. 一种高导热含氟树脂基半固化片,其特征在于制备方法依次包括以下步骤: 51、 配置固含量为O. Ol〜5wt/v%高导热无机填料的均匀分散液; 52、 向步骤Sl中的所述均匀分散液中加入无机纳米支撑材料,搅拌均匀后加入偶联剂, 于20〜90°C下继续搅拌0.5〜72h,得到均匀混合分散液,其中所述无机纳米支撑材料占所述 高导热无机填料的0.1〜200wt%,所述偶联剂的用量占所述无机纳米支撑材料的0〜I Owt%; 53、 向步骤S2中的所述均匀混合分散液中再次加入所述高导热无机填料,使得所述高 导热无机填料的浓度在此前基础上提高0.005〜5wt/v%,搅拌均匀,随后再次加入所述无机 纳米支撑材料,使得所有所述无机纳米支撑材料占所有所述高导热无机填料的0.1〜 200wt%,搅拌均匀后加入所述偶联剂,于20〜90 °C下继续搅拌0.5〜72h,其中所有所述偶联剂 的用量占所有所述无机纳米支撑材料的〇〜I Owt%; 54、 重复步骤S3数次,直到所述均匀混合分散液中的所述高导热无机填料的浓度超过 lOwt/v%,随后过滤除去溶剂,将固体于50〜240°C下烘干,得到高导热复合无机填料; 55、 向含氟树脂乳液中加入步骤S4中所述高导热复合无机填料和所述偶联剂,搅拌均 匀后得到含氟树脂混合物的均匀分散液,固含量为20〜75wt/v%,其中所述高导热复合无机 填料占含氟树脂的5〜75wt%,所述偶联剂的用量占所述含氟树脂的0〜I Owt%; 56、 将步骤S5中的所述含氟树脂混合物的均匀分散液浸渍玻纤布,经烘烤干燥得到半 固化片。
2. 根据权利要求1所述的一种高导热含氟树脂基半固化片,其特征在于:所述高导热无 机填料为AlN、BN、SiC和Si3N4中的一种或几种的混合物,粒径为1〜12μπι。
3. 根据权利要求1所述的一种高导热含氟树脂基半固化片,其特征在于:所述无机纳米 支撑材料为 Si〇2、Ti〇2、Bi2〇3、MgO、Al2〇3、ZnO、Al(OH)3、Mg(OH)2、BaxSri—xTi〇3(x=l〜0)、 Mg2Ti〇4、Bi2 (TiO3) 3、PbTi〇3、NiTi〇3、CaTi〇3、ZnTi〇3、Zn2Ti〇4、BaSn〇3、Bi2 (SnO3) 3、CaSn03、 PbSnO3、MgSn03、SrSnO3、ZnSnO3、BaZrO3、CaZrO3、PbZrO3、MgZrO3、SrZrO3、ZnZrO3、铅镁铌酸 盐、铁钨铌酸盐、锆钛酸铅、立德粉、碳纳米管、碳纤维、勃姆石、硅灰石、滑石粉、膨润土、硅 微粉、云母粉、水镁石、高岭土、浮石粉和粘土中的一种或几种的混合物,粒径为10〜SOOnm。
4. 根据权利要求1所述的一种高导热含氟树脂基半固化片,其特征在于:所述偶联剂为 硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂、稀土偶联剂、磷 酸酯偶联剂和磺酰叠氮偶联剂及其衍生物中的一种或多种的混合物。
5. 根据权利要求1所述的一种高导热含氟树脂基半固化片,其特征在于:所述含氟树脂 乳液为聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、聚偏二氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物、 乙烯-四氟乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯和乙烯-三氟氯乙烯共聚物及其衍生物中的一种或几 种混合物的乳液,所述含氟树脂乳液的固含量为20〜70wt/v%,粘度为9〜45mPa·s (25°C)。
6. 根据权利要求1所述的一种高导热含氟树脂基半固化片,其特征在于:所述均匀分散 液以及均匀混合分散液的溶剂为可使得所述高导热无机填料以及无机纳米支撑材料均匀 分散的水、有机溶剂中的一种或几种的混合物;所述含氟树脂混合物的均匀分散液的溶剂 为可使得所述含氟树脂、高导热无机填料以及无机纳米支撑材料均匀分散的水、有机溶剂 中的一种或几种的混合物。
7. 根据权利要求1所述的一种高导热含氟树脂基半固化片,其特征在于:所述玻纤布为 106、1080、2116和7628电子级玻纤布中的一种。
8. 根据权利要求1所述的一种高导热含氟树脂基半固化片,其特征在于:步骤S6中所述 烘烤干燥分为两个阶段,第一阶段烘烤干燥温度为50〜120°C,时间为1〜IOmin;第二阶段烘 烤干燥温度为150〜350°C,时间为1〜lOmin。
9. 一种如权利要求1〜8中任意一项所述的高导热含氟树脂基半固化片制备的覆铜板, 其特征在于制备方法依次包括以下步骤:将数张所述半固化片、膜和覆于表层的铜箱叠合 在一起,经层压得到高导热高频覆铜板,其中所述半固化片的张数多1,所述膜的张数多0, 所述铜箱的张数为1或2,层压温度为150〜430°C,层压压力为50〜150kg/ cm2,层压时间为 30min〜24h。
10. 根据权利要求9所述的一种高导热含氟树脂基半固化片制备的覆铜板,其特征在 于:所述膜为聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯、聚偏二氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共 聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、聚烯烃、聚酰胺、聚 酰亚胺、聚醚酮、聚醚醚酮、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚芳醚砜、聚芳硫醚砜、聚芳醚酮、聚芳硫 醚酮、聚醚砜酮、聚芳醚砜腈、聚芳硫醚砜腈、聚苯基喹喔啉、酚醛树脂、环氧树脂、氰酸酯树 月旨、聚酯、聚氨酯、聚甲醛、聚碳酸酯、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚 物、甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、SEBS、苯乙烯-丁二烯-苯 乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-聚烯烃-苯乙烯共聚物、乙烯-四氟 乙烯共聚物、丁苯橡胶、丁腈橡胶和纤维素及其衍生物的一种或多种的混合物制备得到的 膜。
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