CN109762480B - 一种高导热铜箔胶带及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高导热铜箔胶带及其制备方法和应用，包括基材层、丙烯酸胶层，以及离型膜或离型纸，丙烯酸胶层由丙烯酸胶制成，丙烯酸胶的原料包括丙烯酸树脂、固化剂、溶剂、分散剂和传热粒子，分散剂通过如下方法制备而得：将马来酸酐、碳酸乙烯酯、二乙醇胺、丙烯酸丁酯混合，加入苯乙烯发生聚合反应，即生成，分散剂的分子量为13000‑25000；制备：选取基材层，将丙烯酸胶覆设在基材层的一侧或两侧，再在覆设有丙烯酸胶的一侧或两侧复合离型膜或离型纸，蒸干溶剂，即制成；以及上述高导热铜箔胶带在处理器中的应用；本发明能够在不影响铜箔屏蔽效应的基础上，提升铜箔胶带的导热性等性能，从而提高电子产品的运行速度。

Description

一种高导热铜箔胶带及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于处理器技术领域，具体涉及一种高导热铜箔胶带及其制备方法和应用。

背景技术

随着现代科技技术的发展，电子产品以迅猛之势来到我们身边，我们生活的点点滴滴都能发现电子产品的影子，但这些产品会产生高频电磁波，如若人体长期暴露于强力电磁场下，则可能易患癌症病变，因此防电磁干扰已是势在必行。其中一种方法就是利用金属将电磁屏蔽，最常见的方法就是将铜箔粘结到电子产品上面，防止干扰电磁场向外扩散，但这种方法也有其弊端，众所周知，电子产品的核心是处理器，而处理器的热量传递影响着处理器的运行速度，普通的胶层会制约热量的传递，从而影响处理器的速度；同时普通的铜箔胶带主要在X轴和Y轴方向进行热传递，在Z轴的传热主要通过丙烯酸胶层实现，常规的方法集中在对丙烯酸胶层的减薄来降低热阻，从而来实现Z轴的热传递。但常规的超薄胶带的导热系数为0.1W/(m²*℃)左右，还不能有效地将热传导出去。

因此，本领域的技术人员亟待寻求一种解决上述问题的方式方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是客服现有技术中的不足，提供一种改进的高导热铜箔胶带，其能够在不影响铜箔屏蔽效应的基础上，提升铜箔胶带的导热性等性能，从而提高电子产品的运行速度。

本发明同时还提供了一种上述高导热铜箔胶带的制备方法。

本发明同时还提供了一种上述高导热铜箔胶带在处理器中的应用。

为解决以上技术问题，本发明采取如下一种技术方案：

一种高导热铜箔胶带，所述铜箔胶带包括以铜为材质的基材层、丙烯酸胶层，以及离型膜或离型纸，所述丙烯酸胶层由丙烯酸胶制成，所述丙烯酸胶的原料包括丙烯酸树脂、固化剂和溶剂，所述丙烯酸胶的原料还包括分散剂和传热粒子，所述分散剂的原料包括马来酸酐、碳酸乙烯酯、二乙醇胺、丙烯酸丁酯和苯乙烯，所述分散剂通过如下方法制备而得：将马来酸酐、碳酸乙烯酯、二乙醇胺、丙烯酸丁酯混合，在保护气体存在下加入苯乙烯，发生聚合反应，即生成，所述分散剂的分子量为13000-25000。

根据本发明的一些优选方面，所述马来酸酐、所述碳酸乙烯酯、所述二乙醇胺、丙烯酸丁酯和所述苯乙烯的投料摩尔比为10-30∶10-30∶1∶1800-3800∶10-30。更优选地，所述马来酸酐、所述碳酸乙烯酯、所述二乙醇胺、丙烯酸丁酯和所述苯乙烯的投料摩尔比为15-25∶15-25∶1∶1800-3800∶15-25。进一步优选地，所述马来酸酐、所述碳酸乙烯酯、所述二乙醇胺、丙烯酸丁酯和所述苯乙烯的投料摩尔比为18-22∶18-22∶1∶1900-3500∶18-22。

根据本发明的一些具体且优选的方面，所述聚合反应在引发剂存在下进行，所述引发剂为过氧化苯甲酰。

根据本发明的一些具体且优选的方面，所述保护气体可以为氮气、氩气等等。

根据本发明的一些具体且优选的方面，控制所述聚合反应的反应时间为7-9h。

根据本发明的一些优选方面，所述聚合反应在温度为100-110℃下进行。

根据本发明的一些优选方面，所述聚合反应在有机溶剂中进行，所述有机溶剂为甲苯。

根据本发明的一些优选方面，所述分散剂与所述传热粒子的投料质量比为0.02-0.10∶1。

根据本发明的一些优选方面，以质量百分含量计，所述传热粒子的添加量占所述丙烯酸树脂的投料量的1-85％。

根据本发明的一些优选方面，所述传热粒子为选自氧化铝、砷化硼和石墨烯中的一种或多种的组合。

根据本发明的一些优选方面，所述传热粒子的粒径为0.5-30μm。

根据本发明的一些优选方面，以重量份计，所述丙烯酸胶的原料中，丙烯酸树脂100份、传热粒子0.5-50份、分散剂0.01-10份、固化剂0.05-1份和溶剂50-200份，还选择性地含有1-10份的增粘树脂，所述增粘树脂为萜烯树脂和/或石油树脂。

根据本发明的一些优选方面，所述基材层的材质为压延铜，其厚度为5-50μm。

根据本发明的一些优选方面，所述丙烯酸胶层的厚度为5-100μm。

根据本发明的一些具体方面，所述铜箔胶带由依次层叠设置的所述基材层、所述丙烯酸胶层，以及离型膜或离型纸构成。

根据本发明的一些具体方面，所述铜箔胶带由依次层叠设置的离型膜或离型纸、所述丙烯酸胶层、所述基材层、所述丙烯酸胶层，以及离型膜或离型纸构成。

根据本发明的一些具体方面，所述固化剂为环氧类固化剂和/或异氰酸类固化剂。

根据本发明的一些具体方面，所述溶剂为乙酯和/或丁酯。

本发明提供的又一技术方案：一种上述所述的高导热铜箔胶带的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

选取基材层，然后将所述丙烯酸胶覆设在所述基材层的一侧或两侧，再在覆设有所述丙烯酸胶的一侧或两侧复合离型膜或离型纸，即制成所述高导热铜箔胶带。

本发明提供的又一技术方案：一种上述所述的高导热铜箔胶带在处理器中的应用。

由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明采用特定的分散剂来分散传热粒子，赋予了传热粒子极好的分散性，不易团聚，从而使得丙烯酸胶制成的丙烯酸胶层在不降低厚度的前提下兼具优异的传热性，同时还能够取得优异的阻抗、剥离强度等性能，进而能够使其制成的铜箔胶带在不影响铜箔屏蔽效应的基础上，提升铜箔胶带的导热性等性能，从而提高电子产品的运行速度。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的说明，但本发明并不限于以下实施例。实施例中采用的实施条件可以根据具体使用的不同要求做进一步调整，未注明的实施条件为本行业中的常规条件。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

下述实施例中未作特殊说明，所有原料均来自于商购或通过本领域的常规方法制备而得。丙烯酸树脂购自广州亚标；萜烯树脂购自广州亚标；石油树脂购自广州亚标；固化剂为综研化学的六亚甲基二异氰酸酯固化剂；溶剂为广州亚标的乙酯。

下述实施例中采用的分散剂通过如下方法制备而得：

分散剂1的制备：在装有冷凝管的反应容器中加入1000mL甲苯和1mol马来酸酐，1mol碳酸乙烯酯，0.05mol二乙醇胺,100mol丙烯酸丁酯，在滴液漏斗中加入500mL甲苯、1mol苯乙烯和2g过氧化苯甲酰制成苯乙烯溶液,在氮气保护下升温至105±5℃，开始滴加苯乙烯溶液，滴加完毕后，保温反应7.5h，降温，即制得所述分散剂1，分子量约为13000。

分散剂2的制备：在装有冷凝管的反应容器中加入1000mL甲苯和1.1mol马来酸酐，1mol碳酸乙烯酯，0.05mol二乙醇胺，120mol丙烯酸丁酯，在滴液漏斗中加入500mL甲苯、1mol苯乙烯和3g过氧化苯甲酰制成苯乙烯溶液,在氮气保护下升温至105±5℃，开始滴加苯乙烯溶液，滴加完毕后，保温反应7.5h，降温，即制得所述分散剂2，分子量约为15000。

分散剂3的制备：在装有冷凝管的反应容器中加入1000mL甲苯和1.1mol马来酸酐，1.1mol碳酸乙烯酯，0.05mol二乙醇胺，150mol丙烯酸丁酯，在滴液漏斗中加入500mL甲苯、1.1mol苯乙烯和3g过氧化苯甲酰制成苯乙烯溶液,在氮气保护下升温至105±5℃，开始滴加苯乙烯溶液，滴加完毕后，保温反应7.5h，降温，即制得所述分散剂3，分子量约为19000。

实施例1

本实施例提供一种高导热铜箔胶带，选取10微米的压延铜作为基材层，在其中的一面喷涂下表中制成的丙烯酸胶，胶层厚度为20微米，其中选用的传热粒子氧化铝粒径为1微米，研磨分散4小时，然后均匀涂在基材上面，最后胶面上复合25微米厚度的离型膜，制成高导热铜箔胶带。测得各性能如下表所示。

上述导热系数及热阻测试方法采用ASTM D5470方法测试，测试三个不同厚度的导热材料的热阻值，经线性拟合得出导热系数，测试设备型号为LW9389。

剥离力强度测试标准为GB/T2792-1998，选择三条成品胶带贴合再SUS板20min后，以300mm/min的速度拉伸，测出平均值。

实施例2

本实施例提供一种高导热铜箔胶带，选取30微米的压延铜作为基材层，在其中的一面喷涂下表中制成的丙烯酸胶，胶层厚度为20微米，其中选用的传热粒子氧化铝/砷化硼(1:1)粒径为20微米，研磨分散4小时，然后均匀涂在基材上面，最后胶面上复合25微米厚度的离型膜，制成高导热铜箔胶带。测得各性能如下表所示。

上述导热系数及热阻测试方法采用ASTM D5470方法测试，测试三个不同厚度的导热材料的热阻值，经线性拟合得出导热系数，测试设备型号为LW9389。

剥离力强度测试标准为GB/T2792-1998，选择三条成品胶带贴合再SUS板20min后，以300mm/min的速度拉伸，测出平均值。

实施例3

本实施例提供一种高导热铜箔胶带，选取5微米的压延铜作为基材层，在其中的一面喷涂下表中制成的丙烯酸胶，胶层厚度为20微米，其中选用的传热粒子石墨烯粒径为0.5微米，研磨分散4小时，然后均匀涂在基材上面，最后胶面上复合25微米厚度的离型膜，制成高导热铜箔胶带。测得各性能如下表所示。

上述导热系数及热阻测试方法采用ASTM D5470方法测试，测试三个不同厚度的导热材料的热阻值，经线性拟合得出导热系数，测试设备型号为LW9389。

剥离力强度测试标准为GB/T2792-1998，选择三条成品胶带贴合再SUS板20min后，以300mm/min的速度拉伸，测出平均值。

实施例4

本实施例提供一种高导热铜箔胶带，选取50微米的压延铜作为基材层，在其中的一面喷涂下表中制成的丙烯酸胶，胶层厚度为20微米，其中选用的传热粒子砷化硼粒径为30微米，研磨分散4小时，然后均匀涂在基材上面，最后胶面上复合25微米厚度的离型膜，制成高导热铜箔胶带。测得各性能如下表所示。

上述导热系数及热阻测试方法采用ASTM D5470方法测试，测试三个不同厚度的导热材料的热阻值，经线性拟合得出导热系数，测试设备型号为LW9389。

剥离力强度测试标准为GB/T2792-1998，选择三条成品胶带贴合再SUS板20min后，以300mm/min的速度拉伸，测出平均值。

对比例1

基本同实施例1，其区别仅在于，将分散剂替换为市售的分散剂A(BYK161)。

对比例2

基本同实施例1，其区别仅在于，将分散剂替换为市售的分散剂B(BYK1165)。

上述导热系数及热阻测试方法采用ASTM D5470方法测试，测试三个不同厚度的导热材料的热阻值，经线性拟合得出导热系数，测试设备型号为LW9389。

剥离力强度测试标准为GB/T2792-1998，选择三条成品胶带贴合再SUS板20min后，以300mm/min的速度拉伸，测出平均值。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高导热铜箔胶带，所述铜箔胶带包括以铜为材质的基材层、丙烯酸胶层，以及离型膜或离型纸，所述丙烯酸胶层由丙烯酸胶制成，所述丙烯酸胶的原料包括丙烯酸树脂、固化剂和溶剂，其特征在于，所述丙烯酸胶的原料还包括分散剂和传热粒子，所述分散剂的原料包括马来酸酐、碳酸乙烯酯、二乙醇胺、丙烯酸丁酯和苯乙烯，所述分散剂通过如下方法制备而得：将马来酸酐、碳酸乙烯酯、二乙醇胺、丙烯酸丁酯混合，在保护气体存在下加入苯乙烯，发生聚合反应，即生成，所述分散剂的分子量为13000-25000；所述马来酸酐、所述碳酸乙烯酯、所述二乙醇胺、所述丙烯酸丁酯和所述苯乙烯的投料摩尔比为10-30∶10-30∶1∶1800-3800∶10-30。

2.根据权利要求1所述的高导热铜箔胶带，其特征在于，所述聚合反应在引发剂存在下进行，所述引发剂为过氧化苯甲酰；和/或，控制所述聚合反应的反应时间为7-9h。

3.根据权利要求1所述的高导热铜箔胶带，其特征在于，所述聚合反应在温度为100-110℃下进行；和/或，所述聚合反应在有机溶剂中进行，所述有机溶剂为甲苯。

4.根据权利要求1所述的高导热铜箔胶带，其特征在于，所述分散剂与所述传热粒子的投料质量比为0.02-0.10∶1；和/或，以质量百分含量计，所述传热粒子的添加量占所述丙烯酸树脂的投料量的1-85%。

5.根据权利要求1所述的高导热铜箔胶带，其特征在于，所述传热粒子为选自氧化铝、砷化硼和石墨烯中的一种或多种的组合；和/或，所述传热粒子的粒径为0.5-30μm。

6.根据权利要求1-5中任一项权利要求所述的高导热铜箔胶带，其特征在于，以重量份计，所述丙烯酸胶的原料中，丙烯酸树脂100份、传热粒子0.5-50份、分散剂0.01-10份、固化剂0.05-1份和溶剂50-200份，还选择性地含有1-10份的增粘树脂，所述增粘树脂为萜烯树脂和/或石油树脂。

7.根据权利要求1所述的高导热铜箔胶带，其特征在于，所述基材层的材质为压延铜，其厚度为5-50μm；和/或，所述丙烯酸胶层的厚度为5-100μm；和/或，所述铜箔胶带由依次层叠设置的所述基材层、所述丙烯酸胶层，以及离型膜或离型纸构成，或，所述铜箔胶带由依次层叠设置的离型膜或离型纸、所述丙烯酸胶层、所述基材层、所述丙烯酸胶层，以及离型膜或离型纸构成。

8.一种权利要求1-7中任一项权利要求所述的高导热铜箔胶带的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

选取基材层，将所述丙烯酸胶的各原料相混合制成丙烯酸胶，然后将所述丙烯酸胶覆设在所述基材层的一侧或两侧，再在覆设有所述丙烯酸胶的一侧或两侧复合离型膜或离型纸，加热蒸干溶剂，即制成所述高导热铜箔胶带。

9.一种权利要求1-7中任一项权利要求所述的高导热铜箔胶带在处理器中的应用。