CN109280529A - 一种覆铜板铝基板的胶液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

发明提供了一种覆铜板铝基板的胶液，属于覆铜板用树脂胶技术领域。本发明提供的胶液，包括以下重量份数的原料：高分子二元醇78～82份，低分子多羟基化合物14～16份，低分子活泼氢化合物4～6份，固化剂12.4～12.6份，偶联剂2.9～3.1份，无机填料298～302份。本发明的胶液以高分子二元醇为主要成分，在低分子多羟基化合物和低分子活泼氢化合物的作用下，能够将无机填料很好的包裹，保证胶液具有优异导热性能的同时，也提高了胶液固化后胶膜的柔韧性。从实施例可以看出，本发明提供的胶液固化成膜后的拉伸强度为45～53MPa，延伸率为4.8～5.3％，热导率为0.99～1.19W/(m·K)。

Description

一种覆铜板铝基板的胶液及其制备方法

技术领域

本发明涉及覆铜板用树脂胶技术领域，尤其涉及一种覆铜板铝基板的胶液及其制备方法。

背景技术

铝基覆铜板是由金属层(金属铝薄板)、绝缘介质层(环氧树脂等)和铜箔(电解铜箔、压延铜箔等)三位一体复合制成的印制电路板用特殊基板材料，其中绝缘层是铝基覆铜板最核心的技术，主要起到粘接、绝缘和导热的功能。这就要求绝缘胶膜具有很好的柔韧性，同时要求其固化后具有导热性好、介电常数低、剥离强度大、击穿电压高、耐阻焊性好等特点。

目前，国际上技术领先的铝基板绝缘层是采用特殊的聚合物与高导热、高绝缘的陶瓷粉末，通过复合工艺制成胶膜，使得绝缘层具有很低的热阻，很高的绝缘强度，良好的粘结性能，同时还具有优异的粘弹性，能够吸收器件焊接和运行时所产生的机械及热应力。国内市场上，高导热铝基板绝缘层采用玻璃纤维和无机填料增强环氧树脂胶粘剂体系或无机填料增强环氧树脂胶粘剂体系，这类绝缘层具有良好的粘结性能，但柔韧性往往不够理想，在后续加工过程中容易掉粉，而且，这类绝缘层在生产过程中用到大量的溶剂，存在很大的环保问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种覆铜板铝基板的胶液及其制备方法。本发明提供的覆铜板铝基板的胶液在形成胶膜后具有优异的柔韧性和热导率，且不易掉粉；同时，制备过程未采用大量的有机溶剂，使胶液的制备过程环保，扩大了胶液的应用范围。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种覆铜板铝基板的胶液，包括以下重量份数的原料：高分子二元醇78～82份，低分子多羟基化合物14～16份，低分子活泼氢化合物4～6份，固化剂12.4～12.6份，偶联剂2.9～3.1份，无机填料298～302份。

优选地，所述覆铜板铝基板的胶液包括以下重量份数的原料：高分子二元醇79～81份，低分子多羟基化合物14.5～15.5份，低分子活泼氢化合物4.5～5.5份，固化剂12.45～12.55份，偶联剂2.95～3.05份，无机填料299～301份。

优选地，所述覆铜板铝基板的胶液包括以下重量份数的原料：高分子二元醇80份，低分子多羟基化合物15份，低分子活泼氢化合物5份，固化剂12.5份，偶联剂3.0份，无机填料300份。

优选地，所述高分子二元醇为平均分子量为500～5000的二元醇。

优选地，所述低分子多羟基化合物包括三羟甲基丙烷、甘油、1,2,6-己三醇和季戊四醇中的一种或多种。

优选地，所述低分子活泼氢化合物包括聚丙烯酸酯多元醇、聚烯烃多元醇、植物油多元醇、端氨基聚醚和环氧树脂中的一种或多种。

优选地，所述固化剂包括封闭型异氰酸酯。

优选地，所述偶联剂包括氨丙基三乙氧基硅烷和/或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。

优选地，所述无机填料包括氧化铝。

本发明还提供了上述技术方案所述覆铜板铝基板的胶液的制备方法，包括以下步骤：

(1)将高分子二元醇、低分子多羟基化合物和低分子活泼氢化合物混合，得到第一混合液；

(2)将偶联剂分批次加入到所述步骤(1)得到的第一混合液中，得到第二混合液；

(3)将无机填料、固化剂依次加入到所述步骤(2)得到的第二混合液中，得到所述覆铜板铝基板的胶液。

本发明提供了一种覆铜板铝基板的胶液，包括以下重量份数的原料：高分子二元醇78～82份，低分子多羟基化合物14～16份，低分子活泼氢化合物4～6份，固化剂12.4～12.6份，偶联剂2.9～3.1份，无机填料298～302份。本发明的胶液以高分子二元醇为主要成分，在低分子多羟基化合物和低分子活泼氢化合物的作用下，能够将无机填料很好的包裹，保证胶液具有优异导热性能的同时，也提高了胶液固化后胶膜的柔韧性，且不易掉粉。从实施例可以看出，本发明提供的胶液固化成膜后的拉伸强度为45～53MPa，延伸率为4.8～5.3％，热导率为0.99～1.19W/(m·K)，抗剥离强度为1.49～1.58N/mm，击穿电压为3.7～4.2kV，300℃热失重为0.39～0.44％。

进一步地，本发明采用氧化铝为无机填料，价格便宜，且能够保证胶液具有优异的导热性；封闭型异氰酸酯在无溶剂的情况下，也能使胶液中的高分子二元醇、低分子多羟基化合物和低分子活泼氢化合物发生交联固化，且胶液固化后的胶膜具有优异的柔韧性。

具体实施方式

本发明提供了一种覆铜板铝基板的胶液，包括以下重量份数的原料：高分子二元醇78～82份，低分子多羟基化合物14～16份，低分子活泼氢化合物4～6份，固化剂12.4～12.6份，偶联剂2.9～3.1份，无机填料298～302份。

本发明提供的覆铜板铝基板的胶液包括78～82份重量份数的高分子二元醇，优选为79～81份，更优选为80份。在本发明中，所述高分子二元醇优选为平均分子量为500～5000的二元醇。在本发明中，所述高分子二元醇优选包括聚酯二元醇、聚酯酰胺二元醇、聚醚二元醇、聚醚酯二醇和聚碳酸酯二醇中的一种或多种。在本发明中，当所述高分子二元醇为混合物时，本发明对所述混合物中各物质的重量比没有特殊的限定，采用任意重量比均可。本发明对所述高分子二元醇的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述高分子二元醇能够将无机填料很好地包覆，保证了胶液的基本性能。

本发明提供的覆铜板铝基板的胶液包括14～16份重量份数的低分子多羟基化合物，优选为14.5～15.5份，更优选为15.0份。在本发明中，所述低分子多羟基化合物优选包括三羟甲基丙烷、甘油、1,2,6-己三醇和季戊四醇中的一种或多种。在本发明中，当所述低分子多羟基化合物为混合物时，本发明对所述混合物中各物质的重量比没有特殊的限定，任意重量比均可。本发明对所述低分子多羟基化合物的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品均可。在本发明中，所述低分子多羟基化合物能够提高胶液的交联程度，提高胶液固化后胶膜的附着性。

本发明提供的覆铜板铝基板的胶液包括4～6份重量份数的低分子活泼氢化合物，优选为4.5～5.5份，更优选为5.0份。在本发明中，所述低分子活泼氢化合物优选包括聚丙烯酸酯多元醇、聚烯烃多元醇、植物油多元醇、端氨基聚醚和环氧树脂中的一种或多种。在本发明中，当所述低分子活泼氢化合物为混合物时，本发明对所述混合物中各物质的重量比没有特殊的限定，采用任意质量比均可。本发明对所述低分子活泼氢化合物的来源没有特殊的限定，采用任意重量比均可。本发明对所述低分子活泼氢化合物的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，低分子活泼氢化合物与低分子多羟基化合物、高分子二元醇、固化剂和偶联剂的共同作用下，保证了胶液成膜后的柔韧性。

本发明提供的覆铜板铝基板的胶液包括12.4～12.6份重量份数的固化剂，优选为12.45～12.55份，更优选为12.5份。在本发明中，所述固化剂优选包括封闭型异氰酸酯。本发明对所述封闭型异氰酸酯的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。在本发明中，所述固化剂在没有溶剂的情况下，也能够充分发挥固化作用，保证胶液的固化。

本发明提供的覆铜板铝基板的胶液包括2.9～3.1份重量份数的偶联剂，优选为2.95～3.05份，更优选为3.0份。在本发明中，所述偶联剂优选包括氨丙基三乙氧基硅烷和/或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。在本发明中，当所述偶联剂为混合物时，本发明对混合物中各物质的重量比没有特殊的要求，采用任意重量比均可。

本发明提供的覆铜板铝基板的胶液包括298～302份重量份数的无机填料，优选为299～301份，更优选为300份。在本发明中，所述无机填料优选包括氧化铝。在本发明中，所述氧化铝的粒径优选为1～5μm，更优选为1.5～4.5μm，最优选为2～4μm。在本发明中，所述氧化铝的纯度优选为≥99.999％。在本发明中，氧化铝具有优异的导热性能，能够保证胶液的导热性；同时氧化铝价格低廉，能够大幅度降低胶液的成本。

本发明的胶液，以高分子二元醇为主要原料，在低分子多羟基化合物和低分子活泼氢化合物的作用下，能够将无机填料很好的包覆，保证胶液优异的导热性；同时，高分子二元醇、低分子多羟基化合物和低分子活泼氢化合物在固化剂和交联剂的作用下，能够发生交联反应，保证胶液固化后胶膜的柔韧性。

本发明还提供了上述技术方案所述覆铜板铝基板的胶液的制备方法，包括以下步骤：

(1)将高分子二元醇、低分子多羟基化合物和低分子活泼氢化合物混合，得到第一混合液；

(2)将偶联剂分批次加入到所述步骤(1)得到的第一混合液中，得到第二混合液；

(3)将无机填料、固化剂依次加入到所述步骤(2)得到的第二混合液中，得到所述覆铜板铝基板的胶液。

本发明将高分子二元醇、低分子多羟基化合物和低分子活泼氢化合物混合，得到第一混合液。

本发明对所述混合方式没有特殊的限定采用本领域技术人员熟知的混合方式即可，具体的，如搅拌。在本发明中，所述搅拌的转速优选为100～500r/min，更优选为200～400r/min，最优选为300r/min；所述搅拌的时间优选为1～5h，更优选为2～4h，最优选为3h。

得到第一混合液后，本发明将偶联剂分批次加入到所述第一混合液中，得到第二混合液。

在本发明中，所述偶联剂优选均分三次加入到第一混合液中，每一次加完偶联剂后，优选搅拌20min，再加入另一份偶联剂。在本发明中，所述偶联剂分批次加入到第一混合液中，能够保证偶联剂与高分子二元醇、低分子多羟基化合物和低分子活泼氢化合物混合，在应用时，能够将高分子二元醇、低分子多羟基化合物和低分子活泼氢化合物充分交联在一起，保证固化后胶膜的稳定性和柔韧性。

得到第二混合液后，本发明将无机填料、固化剂依次加入到所述第二混合液中，得到所述覆铜板铝基板的胶液。

在本发明中，所述无机填料优选一次性加入到第二混合液中。在本发明中，所述无机填料加入到第二混合液后，优选搅拌30～60min。

在本发明中，固化剂加入到含有无机填料的第二混合液中后，优选进行搅拌。在本发明中，所述搅拌的转速优选为100～600r/min，更优选为200～500r/min，最优选为300r/min；所述搅拌的时间优选为1～5h，更优选为1.5～4.5h，最优选为2～3h。

采用本发明的胶液制备方法，能够使各原料充分混合均匀，形成均匀稳定的胶液；在胶液固化成膜后，能够保证胶膜的柔韧性和导热性；另外，本发明的胶液在制备过程中没有采用有机溶剂，保证了胶液的环保性，扩大了胶液的应用范围。

下面结合实施例对本发明提供的覆铜板铝基板的胶液及其制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

一种覆铜板铝基板的胶液，包括以下重量份数的原料：聚酯二元醇80份，三羟甲基丙烷15份，聚丙烯酸酯多元醇5份，封闭型异氰酸酯12.5份，氨丙基三乙氧基硅烷3.0份，粒径为2～3μm的高纯氧化铝300份；

上述胶液的制备方法，包括以下步骤：

(1)将聚酯二元醇、三羟甲基丙烷和聚丙烯酸酯多元醇于转速300r/min的条件下搅拌3h，得到第一混合液；

(2)将偶联剂分三次加入到所述步骤(1)得到的第一混合液中混合，每次加入偶联剂后，搅拌20min；得到第二混合液；

(3)将高纯氧化铝、封闭型异氰酸酯依次加入到所述步骤(2)得到的第二混合液中混合，得到所述覆铜板铝基板的胶液；加入高纯氧化铝后于转速300r/min搅拌0.5h；加入封闭型异氰酸酯后于300r/min的条件下搅拌3h。

利用涂布机将制备好的胶液涂覆到铜箔上，并进行干燥、收卷，即可得到膜厚为130μm的绝缘胶膜。绝缘胶膜的热导率为1.09W/(m·K)，抗剥离强度：1.49N/mm，击穿电压：4.0kV，300℃热失重0.41％；拉伸强度为50MPa，延伸率为5.0％。

实施例2

一种覆铜板铝基板的胶液，包括以下重量份数的原料：聚酯酰胺二元醇78份，三羟甲基丙烷5份、1,2,6-己三醇9份，植物油多元醇4份，封闭型异氰酸酯12.4份，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷2.9份，粒径为2～3μm的高纯氧化铝298份。

上述胶液的制备方法，包括以下步骤：

(1)将高分子二元醇、低分子多羟基化合物、低分子活泼氢化合物于转速300r/min的条件下搅拌4h，得到第一混合液；

(2)将偶联剂分批次加入到所述步骤(1)得到的第一混合液中混合，得到第二混合液；每次加入偶联剂后，搅拌20min；

(3)将高纯氧化铝、封闭型异氰酸酯依次加入到所述步骤(2)得到的第二混合液中混合，得到所述覆铜板铝基板的胶液；加入高纯氧化铝后于转速300r/min搅拌1h；加入封闭型异氰酸酯于300r/min的条件下搅拌1.5h。

利用涂布机将制备好的胶液涂覆到铜箔上，并进行干燥、收卷，即可得到绝缘胶膜(膜厚130μm)，测得绝缘胶膜的热导率为1.02W/(m·K)，抗剥离强度为1.58N/mm，击穿电压为4.1kV，300℃热失重0.43％；拉伸强度为45MPa，延伸率为5.3％。

实施例3

一种覆铜板铝基板的胶液，包括以下重量份数的原料：聚醚二元醇82份，甘油16份，聚烯烃多元醇5份，封闭型异氰酸酯12.6份，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷3.1份，粒径为2～3μm的高纯氧化铝302份。

上述胶液的制备方法，包括以下步骤：

(1)将高分子二元醇、低分子多羟基化合物、低分子活泼氢化合物于转速300r/min的条件下搅拌2h，得到第一混合液；

(2)将偶联剂分批次加入到所述步骤(1)得到的第一混合液中混合，得到第二混合液；每次加入偶联剂后，搅拌20min；

(3)将高纯氧化铝、封闭型异氰酸酯依次加入到所述步骤(2)得到的第二混合液中混合，得到所述覆铜板铝基板的胶液；加入高纯氧化铝后于转速300r/min搅拌40min；加入封闭型异氰酸酯于300r/min的条件下搅拌2h。

利用涂布机将制备好的胶液涂覆到铜箔上，并进行干燥、收卷，即可得到绝缘胶膜(膜厚130μm)，测得绝缘胶膜的热导率为1.15W/(m·K)，抗剥离强度为1.52N/mm，击穿电压：3.7kV，300℃热失重0.44％；拉伸强度为47MPa，延伸率为5.2％。

实施例4

一种覆铜板铝基板的胶液，包括以下重量份数的原料：聚醚酯二醇79份，季戊四醇14份，端氨基聚醚6份，封闭型异氰酸酯12.5份，氨丙基三乙氧基硅烷2.9份，粒径为2～3μm的高纯氧化铝300份。

上述胶液的制备方法，包括以下步骤：

(1)将高分子二元醇、低分子多羟基化合物、低分子活泼氢化合物于转速300r/min的条件下搅拌5h，得到第一混合液；

(2)将偶联剂分批次加入到所述步骤(1)得到的第一混合液中混合，得到第二混合液；每次加入偶联剂后，搅拌20min；

(3)将高纯氧化铝、封闭型异氰酸酯依次加入到所述步骤(2)得到的第二混合液中混合，得到所述覆铜板铝基板的胶液；加入高纯氧化铝后于转速300r/min搅拌50min；加入封闭型异氰酸酯于300r/min的条件下搅拌5h。

利用涂布机将制备好的胶液涂覆到铜箔上，并进行干燥、收卷，即可得到绝缘胶膜(膜厚130μm)，测得绝缘胶膜的热导率为0.99W/(m·K)，抗剥离强度为1.50N/mm，击穿电压为3.8kV，300℃热失重0.44％，拉伸强度为53MPa，延伸率为4.8％。

实施例5

一种覆铜板铝基板的胶液，包括以下重量份数的原料：聚碳酸酯二醇81份，三羟甲基丙烷16份，端氨基聚醚3份、环氧树脂3份，封闭型异氰酸酯12.4份，氨丙基三乙氧基硅烷3.1份，粒径为2～3μm的高纯氧化铝301份。

上述胶液的制备方法，包括以下步骤：

(1)将高分子二元醇、低分子多羟基化合物、低分子活泼氢化合物于转速300r/min的条件下搅拌2h，得到第一混合液；

(2)将偶联剂分批次加入到所述步骤(1)得到的第一混合液中混合，得到第二混合液；每次加入偶联剂后，搅拌20min；

(3)将高纯氧化铝、封闭型异氰酸酯依次加入到所述步骤(2)得到的第二混合液中混合，得到所述覆铜板铝基板的胶液；加入高纯氧化铝后于转速300r/min搅拌0.5h；加入封闭型异氰酸酯于300r/min的条件下搅拌2h。

利用涂布机将制备好的胶液涂覆到铜箔上，并进行干燥、收卷，即可得到绝缘胶膜(膜厚130μm)，测得绝缘胶膜的热导率为1.19W/(m·K)，抗剥离强度为1.49N/mm，击穿电压为4.2kV，300℃热失重0.39％，拉伸强度为48MPa，延伸率为5.1％。

实施例6

一种覆铜板铝基板的胶液，包括以下重量份数的原料：聚酯二元醇60份、聚醚二元醇20份，1,2,6-己三醇15份，聚丙烯酸酯多元醇5份，封闭型异氰酸酯12.4份，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷3份，粒径为2～3μm的高纯氧化铝299份。

上述胶液的制备方法，包括以下步骤：

(1)将高分子二元醇、低分子多羟基化合物、低分子活泼氢化合物于转速300r/min的条件下搅拌3h，得到第一混合液；

(2)将偶联剂分批次加入到所述步骤(1)得到的第一混合液中混合，得到第二混合液；每次加入偶联剂后，搅拌20min；

(3)将高纯氧化铝、封闭型异氰酸酯依次加入到所述步骤(2)得到的第二混合液中混合，得到所述覆铜板铝基板的胶液；加入高纯氧化铝后于转速300r/min搅拌1h；加入封闭型异氰酸酯于300r/min的条件下搅拌3h。

利用涂布机将制备好的胶液涂覆到铜箔上，并进行干燥、收卷，即可得到绝缘胶膜(膜厚130μm)；测得绝缘胶膜的热导率为1.12W/(m·K)，抗剥离强度为1.52N/mm，击穿电压为4.1kV，300℃热失重0.41％，拉伸强度为50MPa，延伸率为5.1％。

本发明的胶液以高分子二元醇为主要成分，在低分子多羟基化合物和低分子活泼氢化合物的作用下，能够将无机填料很好的包裹，保证胶液具有优异导热性能的同时，也提高了胶液固化后胶膜的柔韧性，且不易掉粉。从实施例可以看出，本发明提供的胶液固化成膜后的拉伸强度为45～53MPa，延伸率为4.8～5.3％，热导率为0.99～1.19W/(m·K)，抗剥离强度为1.49～1.58N/mm，击穿电压为3.7～4.2kV，300℃热失重为0.39～0.44％。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种覆铜板铝基板的胶液，包括以下重量份数的原料：高分子二元醇78～82份，低分子多羟基化合物14～16份，低分子活泼氢化合物4～6份，固化剂12.4～12.6份，偶联剂2.9～3.1份，无机填料298～302份。

2.根据权利要求1所述的覆铜板铝基板的胶液，其特征在于，包括以下重量份数的原料：高分子二元醇79～81份，低分子多羟基化合物14.5～15.5份，低分子活泼氢化合物4.5～5.5份，固化剂12.45～12.55份，偶联剂2.95～3.05份，无机填料299～301份。

3.根据权利要求1所述的覆铜板铝基板的胶液，其特征在于，包括以下重量份数的原料：高分子二元醇80份，低分子多羟基化合物15份，低分子活泼氢化合物5份，固化剂12.5份，偶联剂3.0份，无机填料300份。

4.根据权利要求1～3任一项所述的覆铜板铝基板的胶液，其特征在于，所述高分子二元醇为平均分子量为500～5000的二元醇。

5.根据权利要求1～3任一项所述的覆铜板铝基板的胶液，其特征在于，所述低分子多羟基化合物包括三羟甲基丙烷、甘油、1,2,6-己三醇和季戊四醇中的一种或多种。

6.根据权利要求1～3任一项所述的覆铜板铝基板的胶液，其特征在于，所述低分子活泼氢化合物包括聚丙烯酸酯多元醇、聚烯烃多元醇、植物油多元醇、端氨基聚醚和环氧树脂中的一种或多种。

7.根据权利要求1～3任一项所述的覆铜板铝基板的胶液，其特征在于，所述固化剂包括封闭型异氰酸酯。

8.根据权利要求1～3任一项所述的覆铜板铝基板的胶液，其特征在于，所述偶联剂包括氨丙基三乙氧基硅烷和/或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。

9.根据权利要求1～3任一项所述的覆铜板铝基板的胶液，其特征在于，所述无机填料包括氧化铝。

10.权利要求1～9任一项所述覆铜板铝基板的胶液的制备方法，包括以下步骤：

(1)将高分子二元醇、低分子多羟基化合物和低分子活泼氢化合物混合，得到第一混合液；

(2)将偶联剂分批次加入到所述步骤(1)得到的第一混合液中，得到第二混合液；

(3)将无机填料、固化剂依次加入到所述步骤(2)得到的第二混合液中，得到所述覆铜板铝基板的胶液。