CN110696447A - 一种具有电磁屏蔽功能的铝基覆铜板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有电磁屏蔽功能的铝基覆铜板，该铝基覆铜板包括铜箔层、铝板层和位于铜箔层与铝板层之间的高导热胶膜，通过改性石墨烯与基体树脂及各种助剂混合制备电磁屏蔽涂料，并将该电磁屏蔽涂料分别涂覆在铝板和铝基覆铜板成型后的铜箔上，通过改性石墨烯的延展性与耐击性能够提高电磁屏蔽涂料膜的抗拉强度，经向断裂强力在单位内≥500N，纬向断裂强力在单位内≥800N，同时具有一定的耐热性能以及防腐防潮性能，且通过检测可得该铝基覆铜板的屏蔽率大于80dB，并通过在铜箔层与铝板层之间增设高导热胶膜，提升了铝基覆铜板横向散热能力及散热效果，具有导热性优良、韧性好的特点。

Description

一种具有电磁屏蔽功能的铝基覆铜板
技术领域
本发明属于铝基覆铜板技术领域，具体是一种具有电磁屏蔽功能的铝基覆铜板。
背景技术
随着电子技术的发展，电子元器件的设计越来越小型化，线路越来越精细化，因此需要满足良好的电路设计灵活性和散热特性的要求。承载电子元件的金属基覆铜板因其具有散热、绝缘性能优异和电路设计灵活，以及优异的加工特性已经被广泛应用于LED、智能功率模块以及电源等领域。
一些领域如LED照明、TV、智能功率器件、逆变器、电动马达及电源，已经广泛采用金属基覆铜板作为散热衬底对功率热源进行散热，是各种电子器件中不可缺少的部分，如专利申请号（CN201510743864.7）公开了一种超薄铝基覆铜板生产方法、真空压合结构及铝基覆铜板，主要对铝板进行阳极氧化处理；从下往上依次放置镜面钢板、离型膜、铝板、高导热粘结片、铜箔、镜面钢板；盖上盖板送入真空压合机进行真空压合后得到超薄铝基覆铜板。
现有的铝基覆铜板在制备过程中存在以下不足：
1、现有的铝基覆铜板作为电子器件必不可少的部件，但是铝基覆铜板通常不具备电磁屏蔽功能，尤其是铝基覆铜板作为电子元件小型化、高度集成化安装在电子仪器内部，易受电磁干扰而出现动作失误，从而带来严重后果；
2、现有的铝基覆铜板的加工过程中对于板面涂料的涂覆通过传送带进行传送，通过架设在传送带上方的喷涂装置对铝基覆铜板进行喷涂，这种对铝基覆铜板的涂覆容易导致铝基覆铜板边角处喷涂不均匀，从而影响铝基覆铜板的质量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有电磁屏蔽功能的铝基覆铜板，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种具有电磁屏蔽功能的铝基覆铜板，该铝基覆铜板包括铜箔层、铝板层和位于铜箔层与铝板层之间的高导热胶膜；
该电磁屏蔽功能的铝基覆铜板的制备，包括以下步骤：
步骤一：首先将铝板剪切成一定尺寸，并对剪切后的铝板表面浸泡在碱性清洗液中10-15分钟进行去油污清洗，并通过清水对经碱性清洗液浸泡后的铝板进行清洗，烘干；
步骤二：将步骤一中得到的铝板进行粗化处理，并对铝板进行阳极氧化处理使铝板的板面上生成一层氧化保护膜；
步骤三：将步骤二中得到的铝板放置在涂覆设备的加工台上，并通过拧动加工台两侧的推动螺杆推动加工台两侧的滑动块，通过滑动块对铝板进行夹紧固定，通过电机一驱动Z向螺杆进行转动，使安装板在Z向上进行移动，从而对储液箱的高度进行调整，当储液箱的高度确定后，通过手动转动Y向转盘带动Y向螺杆进行转动，使支撑板在Y向上进行移动，从而使支撑板带动U型板一在Y向上移动，从而实现加工台带动铝板在Y向的移动，同时通过手动转动X向转盘带动X向螺杆进行转动，使加工台在X向上进行移动，从而使加工台带动铝板在X向上移动，并通过储液箱底面所连接的雾化喷头将储液箱内的电磁屏蔽涂料涂覆在铝板的正面上，将涂覆电磁屏蔽涂料的铝板置于烘干箱中以80-90℃温度烘干30-40分钟，从而得到铝板层；
步骤四：用辊轮式压合机将高导热胶膜与步骤三中得到的铝板层背面滚压复合，复合压轮保持100℃恒温，复合的压力保持在在90-100kg/cm2，复合后待铝板层冷却后把高导热胶膜上的离型膜剥去，再放入100-110℃烘干箱中烘烤10-15分钟；
步骤五：再用辊轮式压合机把铜箔层与步骤四中得到的铝板层背面滚压复合，复合压轮保持100℃恒温，复合的压力保持在在90-100kg/cm2，复合好后再放入120-130℃烘干箱中烘烤20-30分钟，从而得到粗料铝基覆铜板；
步骤六：将步骤五中得到的粗料铝基覆铜板放置在涂覆设备的加工台上，并通过拧动加工台两侧的推动螺杆推动加工台两侧的滑动块，通过滑动块对粗料铝基覆铜板进行夹紧固定，通过电机一驱动Z向螺杆进行转动，使安装板在Z向上进行移动，从而对储液箱的高度进行调整，当储液箱的高度确定后，通过手动转动Y向转盘带动Y向螺杆进行转动，使支撑板在Y向上进行移动，从而使支撑板带动U型板一在Y向上移动，从而实现加工台带动粗料铝基覆铜板在Y向的移动，同时通过手动转动X向转盘带动X向螺杆进行转动，使加工台在X向上进行移动，从而使加工台带动粗料铝基覆铜板在X向上移动，并通过储液箱底面所连接的雾化喷头将储液箱内的电磁屏蔽涂料涂覆在粗料铝基覆铜板的铜箔层上，将涂覆电磁屏蔽涂料的粗料铝基覆铜板置于烘干箱中以80-90℃温度烘干30-40分钟，从而得到该具有电磁屏蔽功能的铝基覆铜板。
作为本发明进一步的方案：步骤一种所述的强碱性溶液为氢氧化钠溶液。
作为本发明再进一步的方案：步骤二中所述粗化处理是通过100-120目的不织布磨刷以3m/min的速度对铝板进行打磨处理5-10分钟。
作为本发明再进一步的方案：所述高导热胶膜按重量份由环氧树脂70-80份、马克30-40份、氮化铝50-60份、丁腈橡胶40-50份、丙酮30-40份、二甲基甲酰胺15-20份混合制备。
作为本发明再进一步的方案：所述高导热胶膜的厚度为300-500微米。
作为本发明再进一步的方案：步骤三中所述电磁屏蔽涂料按重量份由聚苯胺30-50份、环氧树脂20-30份、2-甲基咪唑15-30份、乙酸乙酯30-40份、改性石墨烯50-70份混合制备。
作为本发明再进一步的方案：所述改性石墨烯的制备：将氧化石墨烯溶于水中，超声分散，得到氧化石墨烯分散液，用乙酸调节分散液pH值为3-5，加入三乙醇胺，搅拌均匀，反应结束后去离子水洗涤、过滤；然后将滤饼分散与去离子与乙醇的溶剂中，加入硼氢化钠，60-80℃，回流反应4-10小时，过滤，得到三乙醇胺改性石墨烯。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过改性石墨烯与基体树脂及各种助剂混合制备电磁屏蔽涂料，通过改性石墨烯的延展性与耐击性能够提高电磁屏蔽涂料膜的抗拉强度，经向断裂强力在单位内≥500N，纬向断裂强力在单位内≥800N，同时具有一定的耐热性能以及防腐防潮性能，且通过检测可得该铝基覆铜板的屏蔽率大于80dB，极大的提高了该铝基覆铜板涂料的电磁屏蔽效果，具有广阔的应用前景；
2、将待涂覆的铝板层或铝基覆铜板防止在工作台上，通过拧动加工台两侧的推动螺杆推动加工台两侧的滑动块，通过滑动块对铝板层或铝基覆铜板进行夹紧固定，滑动块能够对不同尺寸的铝板层和铝基覆铜板进行夹紧固定，实用性高，并对储液箱的高度进行调整，通过储液箱底面所连接的雾化喷头将储液箱内的电磁屏蔽涂料涂覆在铝板层或铝基覆铜板，并通过手动转动Y向转盘带动Y向螺杆进行转动，使支撑板在Y向上进行移动，从而使支撑板带动U型板一在Y向上移动，从而实现加工台带动粗料铝基覆铜板在Y向的移动，同时通过手动转动X向转盘带动X向螺杆进行转动，使加工台在X向上进行移动，从而使加工台带动粗料铝基覆铜板在X向上移动，便于对待涂覆的铝板层或铝基覆铜板的位置进行调整，使铝板层或铝基覆铜板的边角处涂覆更加均匀，提高铝基覆铜板的质量；
3、通过在铜箔层与铝板层之间增设高导热胶膜，提升了铝基覆铜板横向散热能力及散热效果，具有导热性优良、韧性好的特点，使铝基覆铜板导热系数能够达到3W，耐电压可达到交流（AC）2000V以上。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为涂覆设备立体图。
图2为涂覆设备中搅拌杆结构示意图。
图3为涂覆设备中安装板与横板连接结构示意图。
图4为涂覆设备中推动螺杆的结构示意图。
图中：底座1、固定板2、Y向转盘201、Y向螺杆202、Y向导杆203、支撑板204、Y向滑块205、U型板一3、X向转盘301、X向螺杆302、X向导杆303、X向滑块304、加工台4、固定块401、螺纹通孔4011、滑动块402、盲孔4021、推动螺杆403、U型板二5、电机一501、Z向螺杆502、Z向螺杆503、Z向滑块504、安装板505、横板506、加强杆507、储液腔6、电机二601、搅拌杆6011、螺旋搅拌叶6012、观察窗602、雾化喷头603。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～4，本发明实施例中，一种具有电磁屏蔽功能的铝基覆铜板，该铝基覆铜板包括铜箔层、铝板层和位于铜箔层与铝板层之间的高导热胶膜；
该电磁屏蔽功能的铝基覆铜板的制备，包括以下步骤：
步骤一：首先将铝板剪切成一定尺寸，并对剪切后的铝板表面浸泡在碱性清洗液中10-15分钟进行去油污清洗，并通过清水对经碱性清洗液浸泡后的铝板进行清洗，烘干；
步骤二：将步骤一中得到的铝板进行粗化处理，并对铝板进行阳极氧化处理使铝板的板面上生成一层氧化保护膜；
步骤三：将步骤二中得到的铝板放置在涂覆设备的加工台4上，并通过拧动加工台4两侧的推动螺杆403推动加工台4两侧的滑动块402，通过滑动块402对铝板进行夹紧固定，通过电机一501驱动Z向螺杆502进行转动，使安装板505在Z向上进行移动，从而对储液箱6的高度进行调整，当储液箱6的高度确定后，通过手动转动Y向转盘201带动Y向螺杆202进行转动，使支撑板204在Y向上进行移动，从而使支撑板204带动U型板一3在Y向上移动，从而实现加工台4带动铝板在Y向的移动，同时通过手动转动X向转盘301带动X向螺杆302进行转动，使加工台4在X向上进行移动，从而使加工台4带动铝板在X向上移动，并通过储液箱6底面所连接的雾化喷头603将储液箱6内的电磁屏蔽涂料涂覆在铝板的正面上，将涂覆电磁屏蔽涂料的铝板置于烘干箱中以80-90℃温度烘干30-40分钟，从而得到铝板层；
步骤四：用辊轮式压合机将高导热胶膜与步骤三中得到的铝板层背面滚压复合，复合压轮保持100℃恒温，复合的压力保持在在90-100kg/cm2，复合后待铝板层冷却后把高导热胶膜上的离型膜剥去，再放入100-110℃烘干箱中烘烤10-15分钟；
步骤五：再用辊轮式压合机把铜箔层与步骤四中得到的铝板层背面滚压复合，复合压轮保持100℃恒温，复合的压力保持在在90-100kg/cm2，复合好后再放入120-130℃烘干箱中烘烤20-30分钟，从而得到粗料铝基覆铜板；
步骤六：将步骤五中得到的粗料铝基覆铜板放置在涂覆设备的加工台4上，并通过拧动加工台4两侧的推动螺杆403推动加工台4两侧的滑动块402，通过滑动块402对粗料铝基覆铜板进行夹紧固定，通过电机一501驱动Z向螺杆502进行转动，使安装板505在Z向上进行移动，从而对储液箱6的高度进行调整，当储液箱6的高度确定后，通过手动转动Y向转盘201带动Y向螺杆202进行转动，使支撑板204在Y向上进行移动，从而使支撑板204带动U型板一3在Y向上移动，从而实现加工台4带动粗料铝基覆铜板在Y向的移动，同时通过手动转动X向转盘301带动X向螺杆302进行转动，使加工台4在X向上进行移动，从而使加工台4带动粗料铝基覆铜板在X向上移动，并通过储液箱6底面所连接的雾化喷头603将储液箱6内的电磁屏蔽涂料涂覆在粗料铝基覆铜板的铜箔层上，将涂覆电磁屏蔽涂料的粗料铝基覆铜板置于烘干箱中以80-90℃温度烘干30-40分钟，从而得到该具有电磁屏蔽功能的铝基覆铜板。
步骤一种所述的强碱性溶液为氢氧化钠溶液。
步骤二中所述粗化处理是通过100-120目的不织布磨刷以3m/min的速度对铝板进行打磨处理5-10分钟。
所述高导热胶膜按重量份由环氧树脂75份、马克35份、氮化铝55份、丁腈橡胶45份、丙酮35份、二甲基甲酰胺17.5份混合制备。
所述高导热胶膜的厚度为300-500微米。
步骤三中所述电磁屏蔽涂料按重量份由聚苯胺40份、环氧树脂25份、2-甲基咪唑22.5份、乙酸乙酯35份、改性石墨烯60份混合制备。
所述改性石墨烯的制备：将氧化石墨烯溶于水中，超声分散，得到氧化石墨烯分散液，用乙酸调节分散液pH值为3-5，加入三乙醇胺，搅拌均匀，反应结束后去离子水洗涤、过滤；然后将滤饼分散与去离子与乙醇的溶剂中，加入硼氢化钠，60-80℃，回流反应4-10小时，过滤，得到三乙醇胺改性石墨烯。
所述涂覆设备包括底座1，所述底座1为四边形框形结构，且在底座1纵向两侧分别竖直设置有固定板2，且两个所述固定板22之间设置有Y向螺杆202，所述Y向螺杆202的一端贯穿固定板2连接有Y向转盘201，所述Y向螺杆202两侧对称设置有Y向导杆203，且在Y向螺杆202上通过螺纹连接有支撑板204，且在支撑板204底面侧两侧分别设置有Y向滑块205，所述支撑板204通过Y向滑块205滑动连接在Y向导杆203上，所述支撑板204的板面上固定设置有U型板一3；
所述U型板一3内部中间位置水平设置有X向螺杆302，所述X向螺杆302的一端贯穿U型板一3的一侧连接有X向转盘301，所述X 向螺杆302两侧对称设置有X 向导杆303，且在X向螺杆302上通过螺纹连接有加工台4，且在加工台4底面侧两侧分别设置有X向滑块304，所述加工台4通过X向滑块305滑动连接在X向导杆303上；
所述工作台4的台面两端分别设置有固定块401，且在固定块401水平方向中心线上开设有螺纹通孔4011，且在螺纹通孔4011内螺纹连接有推动螺杆403，所述推动螺杆403位于固定块401内侧的一端转动连接在滑动块402的盲孔4021内；
所述底座1背面一侧竖直设置有U型板二5，所述U型板二5内部中间位置竖直设置有Z向螺杆502，所述Z向螺杆502的一端贯穿U型板二5的顶部与电机一501固定连接，所述Z向螺杆502两侧对称设置有Z 向导杆503，且在Z向螺杆502上通过螺纹连接有安装板505，且在安装板505底面两侧分别设置有Z向滑块504，所述安装板505通过Z向滑块504滑动连接在Z向导杆503上，所述安装板505正面固定设置有横板506，所述横板506上固定设置有储液腔6，且在储液腔6的顶面上固定设置有电机二601，电机二601的输出端固定连接有搅拌杆6011，搅拌杆6011位于储液腔6的内部，且在搅拌杆6011上设置有螺旋搅拌叶6012，且在储液腔6的底面出料口上固定设置有雾化喷头603；
所述储液腔6的正面设置有呈透明结构的观察窗602；
所述安装板505与横板506之间呈90度夹角，且在安装板505与横板506之间倾斜设置有加强杆507。
涂覆设备工作原理：将铝基覆铜板放置在涂覆设备的加工台4上，并通过拧动加工台4两侧的推动螺杆403推动加工台4两侧的滑动块402，通过滑动块402对铝基覆铜板进行夹紧固定，通过电机一501驱动Z向螺杆502进行转动，使安装板505在Z向上进行移动，从而对储液箱6的高度进行调整，当储液箱6的高度确定后，通过手动转动Y向转盘201带动Y向螺杆202进行转动，使支撑板204在Y向上进行移动，从而使支撑板204带动U型板一3在Y向上移动，从而实现加工台4带动铝基覆铜板在Y向的移动，同时通过手动转动X向转盘301带动X向螺杆302进行转动，使加工台4在X向上进行移动，从而使加工台4带动铝基覆铜板在X向上移动，并通过储液箱6底面所连接的雾化喷头603将储液箱6内的电磁屏蔽涂料涂覆在铝基覆铜板，将涂覆电磁屏蔽涂料的粗料铝基覆铜板置于烘干箱中以80-90℃温度烘干30-40分钟，从而得到该具有电磁屏蔽功能的铝基覆铜板。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具有电磁屏蔽功能的铝基覆铜板，其特征在于：该铝基覆铜板包括铜箔层、铝板层和位于铜箔层与铝板层之间的高导热胶膜；
该电磁屏蔽功能的铝基覆铜板的制备，包括以下步骤：
步骤一：首先将铝板剪切成一定尺寸，并对剪切后的铝板表面浸泡在碱性清洗液中10-15分钟进行去油污清洗，并通过清水对经碱性清洗液浸泡后的铝板进行清洗，烘干；
步骤二：将步骤一中得到的铝板进行粗化处理，并对铝板进行阳极氧化处理使铝板的板面上生成一层氧化保护膜；
步骤三：将步骤二中得到的铝板放置在涂覆设备的加工台（4）上，并通过拧动加工台（4）两侧的推动螺杆（403）推动加工台（4）两侧的滑动块（402），通过滑动块（402）对铝板进行夹紧固定，通过电机一（501）驱动Z向螺杆（502）进行转动，使安装板（505）在Z向上进行移动，从而对储液箱（6）的高度进行调整，当储液箱（6）的高度确定后，通过手动转动Y向转盘（201）带动Y向螺杆（202）进行转动，使支撑板（204）在Y向上进行移动，从而使支撑板（204）带动U型板一（3）在Y向上移动，从而实现加工台（4）带动铝板在Y向的移动，同时通过手动转动X向转盘（301）带动X向螺杆（302）进行转动，使加工台（4）在X向上进行移动，从而使加工台（4）带动铝板在X向上移动，并通过储液箱（6）底面所连接的雾化喷头（603）将储液箱（6）内的电磁屏蔽涂料涂覆在铝板的正面上，将涂覆电磁屏蔽涂料的铝板置于烘干箱中以80-90℃温度烘干30-40分钟，从而得到铝板层；
步骤四：用辊轮式压合机将高导热胶膜与步骤三中得到的铝板层背面滚压复合，复合压轮保持100℃恒温，复合的压力保持在在90-100kg/cm2，复合后待铝板层冷却后把高导热胶膜上的离型膜剥去，再放入100-110℃烘干箱中烘烤10-15分钟；
步骤五：再用辊轮式压合机把铜箔层与步骤四中得到的铝板层背面滚压复合，复合压轮保持100℃恒温，复合的压力保持在在90-100kg/cm2，复合好后再放入120-130℃烘干箱中烘烤20-30分钟，从而得到粗料铝基覆铜板；
步骤六：将步骤五中得到的粗料铝基覆铜板放置在涂覆设备的加工台（4）上，并通过拧动加工台（4）两侧的推动螺杆（403）推动加工台（4）两侧的滑动块（402），通过滑动块（402）对粗料铝基覆铜板进行夹紧固定，通过电机一（501）驱动Z向螺杆（502）进行转动，使安装板（505）在Z向上进行移动，从而对储液箱（6）的高度进行调整，当储液箱（6）的高度确定后，通过手动转动Y向转盘（201）带动Y向螺杆（202）进行转动，使支撑板（204）在Y向上进行移动，从而使支撑板（204）带动U型板一（3）在Y向上移动，从而实现加工台（4）带动粗料铝基覆铜板在Y向的移动，同时通过手动转动X向转盘（301）带动X向螺杆（302）进行转动，使加工台（4）在X向上进行移动，从而使加工台（4）带动粗料铝基覆铜板在X向上移动，并通过储液箱（6）底面所连接的雾化喷头（603）将储液箱（6）内的电磁屏蔽涂料涂覆在粗料铝基覆铜板的铜箔层上，将涂覆电磁屏蔽涂料的粗料铝基覆铜板置于烘干箱中以80-90℃温度烘干30-40分钟，从而得到该具有电磁屏蔽功能的铝基覆铜板。
2.根据权利要求1所述的一种具有电磁屏蔽功能的铝基覆铜板，其特征在于，步骤一种所述的强碱性溶液为氢氧化钠溶液。
3.根据权利要求1所述的一种具有电磁屏蔽功能的铝基覆铜板，其特征在于，步骤二中所述粗化处理是通过100-120目的不织布磨刷以3m/min的速度对铝板进行打磨处理5-10分钟。
4.根据权利要求1所述的一种具有电磁屏蔽功能的铝基覆铜板，其特征在于，所述高导热胶膜按重量份由环氧树脂70-80份、马克30-40份、氮化铝50-60份、丁腈橡胶40-50份、丙酮30-40份、二甲基甲酰胺15-20份混合制备。
5.根据权利要求1所述的一种具有电磁屏蔽功能的铝基覆铜板，其特征在于，所述高导热胶膜的厚度为300-500微米。
6.根据权利要求1所述的一种具有电磁屏蔽功能的铝基覆铜板，其特征在于，步骤三中所述电磁屏蔽涂料按重量份由聚苯胺30-50份、环氧树脂20-30份、2-甲基咪唑15-30份、乙酸乙酯30-40份、改性石墨烯50-70份混合制备。
7.根据权利要求6所述的一种具有电磁屏蔽功能的铝基覆铜板，其特征在于，所述改性石墨烯的制备：将氧化石墨烯溶于水中，超声分散，得到氧化石墨烯分散液，用乙酸调节分散液pH值为3-5，加入三乙醇胺，搅拌均匀，反应结束后去离子水洗涤、过滤；然后将滤饼分散与去离子与乙醇的溶剂中，加入硼氢化钠，60-80℃，回流反应4-10小时，过滤，得到三乙醇胺改性石墨烯。
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