CN109177382A - 一种高导热高散热性挠性覆铜板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高导热高散热性挠性覆铜板，包括铜箔，依次设置在铜箔上的导热绝缘层和导热聚醚酰亚胺层，所述导热绝缘层由以下重量份的原料组成：丁腈橡胶改性环氧树脂40‑70份，氮化硼8‑15份，氮化硅8‑15份，氧化铝30‑45份，双氰胺3‑8份；所述导热聚醚酰亚胺层由以下重量份的原料组成：聚醚酰亚胺90‑120份，石墨烯15‑30份，碳化硅20‑40份，二氧化钨3‑6份，3‑氨基吡啶5‑10份。本发明制备的覆铜板散热性好、导热系数高，能达到8‑10 W/m·K。

Description

一种高导热高散热性挠性覆铜板及其制备方法
技术领域
本发明属于电子材料技术领域，具体涉及一种高导热高散热性挠性覆铜板及其制备方法。
背景技术
随着电子信息产业的飞速发展，电子产品的体积越来越小、尺寸越来越小，功率密度越来越大，这就要求电子产品具有优异的散热性能。覆铜板又称做基材，将增强材料浸以树脂，单面或者双面覆以铜箔，经过热压而成的一种板状材料。
而现有的软性覆铜板主要为聚酰亚胺（PI）或者聚酯（PE）薄膜，上面覆上铜箔而成，广泛用于电讯电器和LED照明等领域。但是，由于PI或PE均为绝缘塑料，其导热和散热性能较差，一般为0.2W/m·K，使得聚酰亚胺（PI）或者聚酯（PE）薄膜无法满足现有LED、电源等大功率电子设备的导热散热要求，限制了其应用和发展。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供一种高导热高散热性挠性覆铜板及其制备方法，所述覆铜板的散热性能好。
一种高导热高散热性挠性覆铜板，包括铜箔，依次设置在铜箔上的导热绝缘层和导热聚醚酰亚胺层，
所述导热绝缘层由以下重量份的原料组成：
丁腈橡胶改性环氧树脂 40-70份，氮化硼8-15份，氮化硅8-15份，氧化铝30-45份，双氰胺3-8份；
所述导热聚醚酰亚胺层由以下重量份的原料组成：
聚醚酰亚胺90-120份，石墨烯 15-30份，碳化硅 20-40份，二氧化钨3-6份，3-氨基吡啶5-10份。
优选地，所述导热聚醚酰亚胺层的厚度为0.1-1.0mm。
优选地，所述导热绝缘层的厚度为30-60μm。
优选地，所述氮化硼、氮化硅、氧化铝、碳化硅均过2000目筛。
优选地，所述丁腈橡胶改性环氧树脂为端羧基丁腈橡胶改性环氧树脂。
优选地，所述铜箔为压延铜箔。
上述高导热高散热性挠性覆铜板的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备导热绝缘层组合物：将丁腈橡胶改性环氧树脂、氮化硼、氮化硅、氧化铝、双氰胺混合，在300-500℃下搅拌反应2-3h，然后在2.0-4.0个标准大气压、150-200℃下反应1-1.5h，冷却至90-95℃下放置备用；
（2）制备导热聚醚酰亚胺组合物：将石墨烯、碳化硅、二氧化钨加入聚醚酰亚胺中，在100-150℃下搅拌反应0.5-1h，在搅拌状态下加入3-氨基吡啶，滴加完毕后，在2.0-4.0个标准大气压、110-130℃下反应2-3h，然后冷却至95-100℃放置备用；
（3）将步骤（1）得到的导热绝缘组合物涂布至铜箔表面，涂布厚度30-60μm，然后在120-150℃下烘干干燥5-10min，再紫外照射3-5min，得到涂覆导热绝缘层的铜箔；
（4）将步骤（2）得到的导热聚醚酰亚胺组合物加入挤塑机中，在200-240℃下滚压挤出形成厚度为0.1-1mm的导热聚醚酰亚胺薄膜，然后经过热滚压，将所述导热聚醚酰亚胺薄膜覆压在步骤（3）得到的铜箔上的导热绝缘层上，紫外照射3-5min，得到在铜箔上依次涂覆导热绝缘层、导热聚醚酰亚胺层的覆铜板。
优选地，步骤（4）中热滚压的温度为200-240℃。
所述紫外照射中紫外波长为100-500nm。
本发明的优点：
本发明提供的覆铜板，石墨烯能形成导热网状结构，并且碳化硅填充在导热网中，加入二氧化钨和3-氨基吡啶，经过紫外照射，改善了石墨烯、碳化硅的分散性能，并协同提高导热性能，制备的覆铜板散热性好、导热系数高，能达到8-10 W/m·K。
附图说明
图1 本发明提供的高导热高散热性挠性覆铜板的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例中所述氮化硼、氮化硅、氧化铝、碳化硅均过2000目筛；所述铜箔采用压延铜箔；所述丁腈橡胶改性环氧树脂为端羧基丁腈橡胶改性环氧树脂。
实施例1
1. 一种高导热高散热性挠性覆铜板，包括铜箔，依次设置在铜箔上的导热绝缘层和导热聚醚酰亚胺层，
所述导热绝缘层由以下重量份的原料组成：
丁腈橡胶改性环氧树脂 40份，氮化硼8份，氮化硅8份，氧化铝30份，双氰胺3份；
所述导热聚醚酰亚胺层由以下重量份的原料组成：
聚醚酰亚胺90份，石墨烯 15份，碳化硅 20份，二氧化钨3份，3-氨基吡啶5份；
其中，所述导热聚醚酰亚胺层的厚度为0.1mm；所述导热绝缘层的厚度为30μm。
2. 上述高导热高散热性挠性覆铜板的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备导热绝缘层组合物：将丁腈橡胶改性环氧树脂、氮化硼、氮化硅、氧化铝、双氰胺混合，在300℃下搅拌反应3h，然后在2.0个标准大气压、200℃下反应1h，冷却至90℃下放置备用；
（2）制备导热聚醚酰亚胺组合物：将石墨烯、碳化硅、二氧化钨加入聚醚酰亚胺中，在100℃下搅拌反应1h，在搅拌状态下加入3-氨基吡啶，滴加完毕后，在2.0个标准大气压、130℃下反应2h，然后冷却至95℃放置备用；
（3）将步骤（1）得到的导热绝缘组合物涂布至铜箔表面，涂布厚度30μm，然后在120℃下烘干干燥10min，再经过波长为100-500nm的紫外照射3min，得到涂覆导热绝缘层的铜箔；
（4）将步骤（2）得到的导热聚醚酰亚胺组合物加入挤塑机中，在200℃下滚压挤出形成厚度为0.1mm的导热聚醚酰亚胺薄膜，然后经过200℃的热滚压，将所述导热聚醚酰亚胺薄膜覆压在步骤（3）得到的铜箔上的导热绝缘层上，再经过波长为100-500nm的紫外照射3min，得到在铜箔上依次涂覆导热绝缘层、导热聚醚酰亚胺层的覆铜板。
实施例2
1. 一种高导热高散热性挠性覆铜板，包括铜箔，依次设置在铜箔上的导热绝缘层和导热聚醚酰亚胺层，
所述导热绝缘层由以下重量份的原料组成：
丁腈橡胶改性环氧树脂70份，氮化硼15份，氮化硅15份，氧化铝45份，双氰胺8份；
所述导热聚醚酰亚胺层由以下重量份的原料组成：
聚醚酰亚胺120份，石墨烯30份，碳化硅40份，二氧化钨6份，3-氨基吡啶10份；
其中，所述导热聚醚酰亚胺层的厚度为1.0mm；所述导热绝缘层的厚度为60μm。
2. 上述高导热高散热性挠性覆铜板的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备导热绝缘层组合物：将丁腈橡胶改性环氧树脂、氮化硼、氮化硅、氧化铝、双氰胺混合，在500℃下搅拌反应2h，然后在4.0个标准大气压、150℃下反应1.5h，冷却至95℃下放置备用；
（2）制备导热聚醚酰亚胺组合物：将石墨烯、碳化硅、二氧化钨加入聚醚酰亚胺中，在150℃下搅拌反应0.5h，在搅拌状态下加入3-氨基吡啶，滴加完毕后，在4.0个标准大气压、110℃下反应3h，然后冷却至100℃放置备用；
（3）将步骤（1）得到的导热绝缘组合物涂布至铜箔表面，涂布厚度60μm，然后在150℃下烘干干燥5min，再经过波长为100-500nm的紫外照射5min，得到涂覆导热绝缘层的铜箔；
（4）将步骤（2）得到的导热聚醚酰亚胺组合物加入挤塑机中，在240℃下滚压挤出形成厚度为1mm的导热聚醚酰亚胺薄膜，然后经过240℃的热滚压，将所述导热聚醚酰亚胺薄膜覆压在步骤（3）得到的铜箔上的导热绝缘层上，再经过波长为100-500nm的紫外照射5min，得到在铜箔上依次涂覆导热绝缘层、导热聚醚酰亚胺层的覆铜板。
实施例3
1. 一种高导热高散热性挠性覆铜板，包括铜箔，依次设置在铜箔上的导热绝缘层和导热聚醚酰亚胺层，
所述导热绝缘层由以下重量份的原料组成：
丁腈橡胶改性环氧树脂50份，氮化硼10份，氮化硅10份，氧化铝40份，双氰胺5份；
所述导热聚醚酰亚胺层由以下重量份的原料组成：
聚醚酰亚胺100份，石墨烯 20份，碳化硅30份，二氧化钨4份，3-氨基吡啶8份；
其中，所述导热聚醚酰亚胺层的厚度为0.3mm；所述导热绝缘层的厚度为50μm。
2. 上述高导热高散热性挠性覆铜板的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备导热绝缘层组合物：将丁腈橡胶改性环氧树脂、氮化硼、氮化硅、氧化铝、双氰胺混合，在400℃下搅拌反应2.5h，然后在3.0个标准大气压、180℃下反应1.2h，冷却至95℃下放置备用；
（2）制备导热聚醚酰亚胺组合物：将石墨烯、碳化硅、二氧化钨加入聚醚酰亚胺中，在120℃下搅拌反应0.8h，在搅拌状态下加入3-氨基吡啶，滴加完毕后，在3.0个标准大气压、120℃下反应2.5h，然后冷却至100℃放置备用；
（3）将步骤（1）得到的导热绝缘组合物涂布至铜箔表面，涂布厚度50μm，然后在140℃下烘干干燥9min，再经过波长为100-500nm的紫外照射5min，得到涂覆导热绝缘层的铜箔；
（4）将步骤（2）得到的导热聚醚酰亚胺组合物加入挤塑机中，在200℃下滚压挤出形成厚度为0.3mm的导热聚醚酰亚胺薄膜，然后经过220℃的热滚压，将所述导热聚醚酰亚胺薄膜覆压在步骤（3）得到的铜箔上的导热绝缘层上，再经过波长为100-500nm的紫外照射5min，得到在铜箔上依次涂覆导热绝缘层、导热聚醚酰亚胺层的覆铜板。
对比例1（不加入二氧化钨和3-氨基吡啶，在制备时不进行紫外照射）
1. 一种高导热高散热性挠性覆铜板，包括铜箔，依次设置在铜箔上的导热绝缘层和导热聚醚酰亚胺层，
所述导热绝缘层由以下重量份的原料组成：
丁腈橡胶改性环氧树脂50份，氮化硼10份，氮化硅10份，氧化铝40份，双氰胺5份；
所述导热聚醚酰亚胺层由以下重量份的原料组成：
聚醚酰亚胺100份，石墨烯 20份，碳化硅30份；
其中，所述导热聚醚酰亚胺层的厚度为0.3mm；所述导热绝缘层的厚度为50μm。
2. 上述高导热高散热性挠性覆铜板的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备导热绝缘层组合物：将丁腈橡胶改性环氧树脂、氮化硼、氮化硅、氧化铝、双氰胺混合，在400℃下搅拌反应2.5h，然后在3.0个标准大气压、180℃下反应1.2h，冷却至95℃下放置备用；
（2）制备导热聚醚酰亚胺组合物：将石墨烯、碳化硅加入聚醚酰亚胺中，在120℃下搅拌反应0.8h，然后在3.0个标准大气压、120℃下反应2.5h，然后冷却至100℃放置备用；
（3）将步骤（1）得到的导热绝缘组合物涂布至铜箔表面，涂布厚度50μm，然后在140℃下烘干干燥9min，得到涂覆导热绝缘层的铜箔；
（4）将步骤（2）得到的导热聚醚酰亚胺组合物加入挤塑机中，在200℃下滚压挤出形成厚度为0.3mm的导热聚醚酰亚胺薄膜，然后经过220℃的热滚压，将所述导热聚醚酰亚胺薄膜覆压在步骤（3）得到的铜箔上的导热绝缘层上，得到在铜箔上依次涂覆导热绝缘层、导热聚醚酰亚胺层的覆铜板。
将实施例1-3，对比例1提供的覆铜板，进行导热系数的检测，结果见表1。
表1 导热系数
。

Claims (8)

1.一种高导热高散热性挠性覆铜板，包括铜箔，依次设置在铜箔上的导热绝缘层和导热聚醚酰亚胺层，
所述导热绝缘层由以下重量份的原料组成：
丁腈橡胶改性环氧树脂 40-70份，氮化硼8-15份，氮化硅8-15份，氧化铝30-45份，双氰胺3-8份；
所述导热聚醚酰亚胺层由以下重量份的原料组成：
聚醚酰亚胺90-120份，石墨烯 15-30份，碳化硅 20-40份，二氧化钨3-6份，3-氨基吡啶5-10份。
2.根据权利要求1所述高导热高散热性挠性覆铜板，其特征在于：所述导热聚醚酰亚胺层的厚度为0.1-1.0mm。
3.根据权利要求1所述高导热高散热性挠性覆铜板，其特征在于：所述导热绝缘层的厚度为30-60μm。
4.根据权利要求1所述高导热高散热性挠性覆铜板，其特征在于：所述氮化硼、氮化硅、氧化铝、碳化硅均过2000目筛。
5.根据权利要求1所述高导热高散热性挠性覆铜板，其特征在于：所述丁腈橡胶改性环氧树脂为端羧基丁腈橡胶改性环氧树脂。
6.根据权利要求1所述高导热高散热性挠性覆铜板，其特征在于：所述铜箔为压延铜箔。
7.权利要求1所述高导热高散热性挠性覆铜板的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）制备导热绝缘层组合物：将丁腈橡胶改性环氧树脂、氮化硼、氮化硅、氧化铝、双氰胺混合，在300-500℃下搅拌反应2-3h，然后在2.0-4.0个标准大气压、150-200℃下反应1-1.5h，冷却至90-95℃下放置备用；
（2）制备导热聚醚酰亚胺组合物：将石墨烯、碳化硅、二氧化钨加入聚醚酰亚胺中，在100-150℃下搅拌反应0.5-1h，在搅拌状态下加入3-氨基吡啶，滴加完毕后，在2.0-4.0个标准大气压、110-130℃下反应2-3h，然后冷却至95-100℃放置备用；
（3）将步骤（1）得到的导热绝缘组合物涂布至铜箔表面，涂布厚度30-60μm，然后在120-150℃下烘干干燥5-10min，再紫外照射3-5min，得到涂覆导热绝缘层的铜箔；
（4）将步骤（2）得到的导热聚醚酰亚胺组合物加入挤塑机中，在200-240℃下滚压挤出形成厚度为0.1-1mm的导热聚醚酰亚胺薄膜，然后经过热滚压，将所述导热聚醚酰亚胺薄膜覆压在步骤（3）得到的铜箔上的导热绝缘层上，紫外照射3-5min，得到在铜箔上依次涂覆导热绝缘层、导热聚醚酰亚胺层的覆铜板。
8.根据权利要求7所述高导热高散热性挠性覆铜板的制备方法，其特征在于：步骤（4）中热滚压的温度为200-240℃。
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