CN108112160A - 一种碳纤维-镀镍碳纳米管填充的绝缘铝基板的制备方法 - Google Patents
一种碳纤维-镀镍碳纳米管填充的绝缘铝基板的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种碳纤维‑镀镍碳纳米管填充的绝缘铝基板的制备方法，其特征在于，将铝板切割成小铝板块，用粗砂纸打磨后用水清洗，在NaOH溶液中腐蚀后，在HNO3溶液中腐蚀，超声清洗，吹干；将碳纤维浸泡在丙酮溶液中，水浴加热，得退浆碳纤维，加浓硝酸溶液，超声振荡，得表面处理退浆碳纤维，与镀镍碳纳米管混合；将石墨烯包覆铜粉、氮化铝、有机硅胶混匀捏合，倒入模具中，升温固化，脱模得石墨烯包覆铜粉‑氮化铝导热材料；将环氧树脂在干燥箱中加热，加导热填料、导热材料，机械搅拌后，超声震荡，再真空脱泡，加固化剂，缓慢搅拌，抽真空数次，得到未固化的混合物，将其均匀涂刷在处理后的铝基板上，固化、冷却、打磨得绝缘铝基板。
Description
技术领域
本发明涉及印刷电路板领域，具体涉及一种碳纤维-镀镍碳纳米管填充的绝缘铝基板的制备方法。
背景技术
随着电子信息技术的飞速发展，对电子电路用印刷电路板(PCB)的性能也提出了更高的要求。体积轻薄且功耗较大的电子设备从诞生起就被发热问题所困扰，PCB作为每个发热器件的桥梁和载体，一直是增强设备散热的研究重点，导热性能优良的基板材料以及良好散热结构的PCB都能够将发热器件产生的热量均匀分布，增强散热效率，减少昂贵器件的热损伤。LED具有体积小、耗电量低、环保、寿命长等特点，成为照明领域的首选器件，近年来备受关注。目前 LED 多采用MCPCB封装，随着芯片功率的提高，因散热不畅而致器件失效的问题日益突出。为改善树脂基LED封装用导热绝缘复合材料的传热性能，通过加入高导热陶瓷粉体制备了环氧树脂(EP)-陶瓷粉体绝缘导热铝基板。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种碳纤维-镀镍碳纳米管填充的绝缘铝基板的制备方法，依照该工艺制备的铝基板具有良好的导热绝缘性能。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种碳纤维-镀镍碳纳米管填充的绝缘铝基板的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：
a. 铝基板的处理：
将铝板切割成小铝板块，用粗砂纸打磨后用水清洗，置于NaOH溶液中腐蚀5-7min，取出水洗，然后在HNO3溶液中腐蚀5-6min，取出水洗，再超声清洗，用吹风机吹干；
b. 导热填料表面处理：
先将丙酮溶液水浴加热至60-80℃，然后将2-4份碳纤维浸入其中，浸泡2-3h后，用去离子水反复冲洗，真空干燥，得到退浆碳纤维；然后加入浓硝酸溶液中，超声振荡1-2h，再用去离子水清洗，真空干燥，得到表面处理退浆碳纤维，将其与3-5份镀镍碳纳米管混合待用；
c. 石墨烯包覆铜粉-氮化铝导热材料的制备：
将6-9份石墨烯包覆铜粉、5-7份氮化铝、6-8份有机硅胶混合，搅拌均匀后倒入捏合机中，顺时针捏合9-11min后再逆时针捏合9-11min，循环2-4次，取出样品倒入模具中，施压10-12min后，取出放入真空干燥箱中，升温固化，脱模；
d. 绝缘铝基板的制备：
将80-90份环氧树脂E51在干燥箱中加热，降低其粘度，加入b、c中所得物料，机械搅拌35-40min后，超声震荡25-30min，再真空脱泡1-2h，加入35-40份固化剂，缓慢搅拌，抽真空数次，得到未固化的混合物；
将所得未固化的混合物均匀涂刷在a中处理后的铝基板上，在80-85℃干燥箱内固化3-4h，冷却至室温后取出，打磨处理表面及边缘，制得绝缘铝基板。
其中，步骤a中小铝板块大小为50mm×50mm，NaOH溶液浓度为5-6%，HNO3溶液浓度为8-10%。
步骤b中浓硝酸溶液浓度为60-65%。
步骤c中氮化铝粒径为0.5um-3um，捏合机转速为30-35r/min，升温固化方式为90-95℃/1h、120-125℃/1h、150-155℃/1h。
步骤d中固化剂为低分子聚酰胺651。
本发明的反应机理及有益效果如下：
用化学试剂退浆法对碳纤维进行处理，可以有效去除掉纤维表面环氧浆料，用强酸氧化法对退浆后的碳纤维进行表面处理，增加了纤维表面含氧活性基团，将镀镍碳纳米管和退浆碳纤维混杂填充，提高复合材料的导热性能；将石墨烯包覆铜粉、氮化铝、有机硅胶混合，搅拌均匀后倒入捏合机中捏合，倒入模具中，放入真空干燥箱中，升温固化，脱模，制得石墨烯包覆铜粉-氮化铝导热材料；绝缘介质层中导热颗粒越多，铝基板传热速率越快，最终稳定时的温度越高，根据能量守恒，则芯片处积蓄的热量相对较少，结温较低，从而对LED的正常工作越有利。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例
一种碳纤维-镀镍碳纳米管填充的绝缘铝基板的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：
a. 铝基板的处理：
将铝板切割成小铝板块，用粗砂纸打磨后用水清洗，置于NaOH溶液中腐蚀7min，取出水洗，然后在HNO3溶液中腐蚀6min，取出水洗，再超声清洗，用吹风机吹干；
b. 导热填料表面处理：
先将丙酮溶液水浴加热至60-80℃，然后将2kg碳纤维浸入其中，浸泡2h后，用去离子水反复冲洗，真空干燥，得到退浆碳纤维；然后加入浓硝酸溶液中，超声振荡1h，再用去离子水清洗，真空干燥，得到表面处理退浆碳纤维，将其与3kg镀镍碳纳米管混合待用；
c. 石墨烯包覆铜粉-氮化铝导热材料的制备：
将6kg石墨烯包覆铜粉、5kg氮化铝、6kg有机硅胶混合，搅拌均匀后倒入捏合机中，顺时针捏合9min后再逆时针捏合11min，循环4次，取出样品倒入模具中，施压10min后，取出放入真空干燥箱中，升温固化，脱模；
d. 绝缘铝基板的制备：
将80kg环氧树脂E51在干燥箱中加热，降低其粘度，加入b、c中所得物料，机械搅拌35min后，超声震荡25min，再真空脱泡1h，加入35kg固化剂，缓慢搅拌，抽真空数次，得到未固化的混合物；
将所得未固化的混合物均匀涂刷在a中处理后的铝基板上，在80-85℃干燥箱内固化3h，冷却至室温后取出，打磨处理表面及边缘，制得绝缘铝基板。
其中，步骤a中小铝板块大小为50mm×50mm，NaOH溶液浓度为6%，HNO3溶液浓度为8%。
步骤b中浓硝酸溶液浓度为60%。
步骤c中氮化铝粒径为0.5um-3um，捏合机转速为30r/min，升温固化方式为90-95℃/1h、120-125℃/1h、150-155℃/1h。
步骤d中固化剂为低分子聚酰胺651。
Claims (6)
1.一种碳纤维-镀镍碳纳米管填充的绝缘铝基板的制备方法，其特征在于：将铝板切割成小铝板块，用粗砂纸打磨后用水清洗，在NaOH溶液中腐蚀后，在HNO3溶液中腐蚀，水洗后再超声清洗，吹干；将碳纤维浸泡在丙酮溶液中，水浴加热，得退浆碳纤维，加浓硝酸溶液，超声振荡，得表面处理退浆碳纤维，与镀镍碳纳米管混合；将石墨烯包覆铜粉、氮化铝、有机硅胶混匀捏合，倒入模具中，升温固化，脱模得石墨烯包覆铜粉-氮化铝导热材料；将环氧树脂在干燥箱中加热，加入导热填料、导热材料，机械搅拌后，超声震荡，再真空脱泡，加固化剂，缓慢搅拌，抽真空数次，得到未固化的混合物，将其均匀涂刷在处理后的铝基板上，固化、冷却、打磨得绝缘铝基板。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维-镀镍碳纳米管填充的绝缘铝基板的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：
a. 铝基板的处理：
将铝板切割成小铝板块，用粗砂纸打磨后用水清洗，置于NaOH溶液中腐蚀5-7min，取出水洗，然后在HNO3溶液中腐蚀5-6min，取出水洗，再超声清洗，用吹风机吹干；
b. 导热填料表面处理：
先将丙酮溶液水浴加热至60-80℃，然后将2-4份碳纤维浸入其中，浸泡2-3h后，用去离子水反复冲洗，真空干燥，得到退浆碳纤维；然后加入浓硝酸溶液中，超声振荡1-2h，再用去离子水清洗，真空干燥，得到表面处理退浆碳纤维，将其与3-5份镀镍碳纳米管混合待用；
c. 石墨烯包覆铜粉-氮化铝导热材料的制备：
将6-9份石墨烯包覆铜粉、5-7份氮化铝、6-8份有机硅胶混合，搅拌均匀后倒入捏合机中，顺时针捏合9-11min后再逆时针捏合9-11min，循环2-4次，取出样品倒入模具中，施压10-12min后，取出放入真空干燥箱中，升温固化，脱模；
d. 绝缘铝基板的制备：
将80-90份环氧树脂E51在干燥箱中加热，降低其粘度，加入b、c中所得物料，机械搅拌35-40min后，超声震荡25-30min，再真空脱泡1-2h，加入35-40份固化剂，缓慢搅拌，抽真空数次，得到未固化的混合物；
将所得未固化的混合物均匀涂刷在a中处理后的铝基板上，在80-85℃干燥箱内固化3-4h，冷却至室温后取出，打磨处理表面及边缘，制得绝缘铝基板。
3.根据权利要求2所述的一种碳纤维-镀镍碳纳米管填充的绝缘铝基板的制备方法，其特征在于，步骤a中小铝板块大小为50mm×50mm，NaOH溶液浓度为5-6%，HNO3溶液浓度为8-10%。
4.根据权利要求2所述的一种碳纤维-镀镍碳纳米管填充的绝缘铝基板的制备方法，其特征在于，步骤b中浓硝酸溶液浓度为60-65%。
5.根据权利要求2所述的一种碳纤维-镀镍碳纳米管填充的绝缘铝基板的制备方法，其特征在于，步骤c中氮化铝粒径为0.5um-3um，捏合机转速为30-35r/min，升温固化方式为90-95℃/1h、120-125℃/1h、150-155℃/1h。
6.根据权利要求2所述的一种碳纤维-镀镍碳纳米管填充的绝缘铝基板的制备方法，其特征在于，步骤d中固化剂为低分子聚酰胺651。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN114426774A (zh) * | 2022-03-19 | 2022-05-03 | 南京冠旭新材料科技有限公司 | 一种高导热垫片及其制备方法 |
| CN114941753A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-08-26 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种气压制动复合管路及其涂胶装配方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN114426774A (zh) * | 2022-03-19 | 2022-05-03 | 南京冠旭新材料科技有限公司 | 一种高导热垫片及其制备方法 |
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