CN111303626A

CN111303626A - 5g天线柔性绝缘散热片及其制备工艺

Info

Publication number: CN111303626A
Application number: CN201911317843.3A
Authority: CN
Inventors: 陈磊; 柳载铉; 马茜茜; 廖茂林; 曹福英
Original assignee: Xiamen Ocean Southern Special Optoelectronic Materials Co ltd
Current assignee: Xiamen Ocean Southern Special Optoelectronic Materials Co ltd
Priority date: 2019-12-19
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2020-06-19

Abstract

本发明提供5G天线柔性绝缘散热片，该散热片包括60％的组分A、39％～39.8％的组分B以及0.2％‑1％的分散剂A；其中所述组分A包括以下原料：占比30％～80％的高导热绝缘粉体、占比0.2％～1％分散剂B、占比20％～70％的溶剂A；所述组分B包括以下原料：占比30％～60％的树脂，占比40％～70％的溶剂B；所述组分A、组分B与分散剂A混合制备所述散热片，且采用低介质损耗的树脂介质损耗更小，树脂成膜后，具有柔软和可弯曲的特点，添加的高导热绝缘粉体，可以满足5G天线应用中更高的散热需求。本发明还提供5G天线柔性绝缘散热片的制备工艺，该散热片的制备工艺简单，易操作，所制备的散热片具有低介质损耗值、柔软、散热性能优异等特点，满足5G电子行业天线材料产品的需求。

Description

5G天线柔性绝缘散热片及其制备工艺

技术领域

本发明涉及散热片的技术领域，特别是5G天线柔性绝缘散热片及其制备工艺。

背景技术

市场上现有的散热片大多为以下3类：

第1类是金属散热类，具体包括散热铜箔、散热铝箔等；

第2类是石墨类，具体包括天然石墨片、人造石墨片、石墨烯膜等；

第3类是绝缘散热，具体包括普通导热膜(环氧类树脂和绝缘导热粉体组成)、导热硅胶片和烧结氮化铝、氮化硼陶瓷等材料。

然而随着5G手机的到来，手机天线的散热片需要满足绝缘、高导热、低介电、柔软、厚度薄等性能要求。例如，第1类和第2类的散热片不能满足5G手机应用中的绝缘要求；第3类的导热膜采用普通树脂和绝缘导热粉体混合涂覆而成，不满足低介电的性能要求，烧结氮化铝、氮化硼陶瓷等材料制成的散热片比较脆，不满足应用中的柔软特性，导热硅胶片由于很难做到低于0.1mm的厚度，所以也无法满足5G手机的要求。再者，手机向5G方向发展，信号传输频率越来越高、速度越来越快，越来越需要介质损耗小、柔性好等特点的材料。

有鉴于此，本发明人专门设计了5G天线柔性绝缘散热片及其制备工艺，本案由此产生。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了5G天线柔性绝缘散热片及其制备工艺。

本发明的目的之一在于提供5G天线柔性绝缘散热片，该散热片包括60％的组分A、39％～39.8％的组分B以及0.2％-1％的分散剂A；

其中所述组分A包括以下原料：占比30％～80％的高导热绝缘粉体、占比0.2％～1％分散剂B、占比20％～70％的溶剂A；

所述组分B包括以下原料：占比30％～60％的树脂，占比30％～60％的溶剂B；所述组分A、组分B与分散剂A混合制备所述散热片。

进一步的，所述分散剂A与分散剂B为不饱和多元胺酰胺。

进一步的，所述溶剂A与溶剂B为乙酸乙酯和甲苯的混合液。

进一步的，所述的高导热绝缘粉体为氧化铝、氮化铝、氮化硼、碳化硅、氧化硅、氧化锌中的一种或者多种。

进一步的，所述的低介电树脂为LCP树脂、MPI树脂中的一种或者多种。

本发明的目的之二在于提供5G天线柔性绝缘散热片的制备工艺，该散热片的制备工艺，包括以下步骤：

第一步，将组分A放入行星式研磨机中研磨预分散，控制行星式研磨机的转速为1-100r/min，温度为10-25℃，搅拌时间为20min，然后再控制温度60-75℃，搅拌反应时间为3-4h，得到浆液A；

第二步，向浆液A中加入组分B混合预分散，控制行星式研磨机的低速挡处于1-10RPM/min，高速挡处于2000-5000RPM/min，控制温度10-25℃，搅拌时间0.5-3小时，得到浆液B；

第三步，向浆液B中加入分散剂A混合预分散，控制行星式研磨机的低速挡处于0-10RPM/min，高速挡处于1000-5000RPM/min，控制温度10-25℃，混合预分散10分钟，达到粒径<15μm，粘度为20-50CPS的浆液C；

第四步，将第三步研磨后的浆液C采用涂覆工艺形成干膜，所述干膜放入烘箱干燥，控制干燥温度：80℃～260℃，烘干5min-10min形成初始的散热片；

第五步，采用高温热压形成最终的散热片，其中，热压温度160℃～260℃。

进一步的，所述行星式研磨机由多根搅拌滚轴交叉组成，每根滚轴的运动轨迹为行星式，其中所述第一步、第二步以及第三步中的控制温度为10-25℃时，行星式研磨机的搅拌腔外侧通入循环冷凝水。

进一步的，所述第四步，采用逗号刮刀涂覆方式，在离型膜上涂覆25μm～100μm的干膜厚度。

进一步的，所述第五步，采用FPCB行业的平板热压机，辊对辊的热压方式进行。

本发明的目的之三在于提供5G天线柔性绝缘散热片的应用，将所述散热片直接贴合于5G无线通讯天线上。

本发明的通过在低介电树脂中添加高导热绝缘粉体，并通过进行混合搭配，达到高导热、柔软、绝缘超薄的散热片，最后通过FPCB行业的平板热压机热压、通电方式使导热粉体取向的方式制成5G天线柔性绝缘散热片，该产品采用简单的制备工艺，易操作，所制备的散热片具有低介质损耗值、柔软、散热性能优异等特点，满足5G电子行业天线材料产品的需求。具体的：采用低介质损耗的树脂介质损耗更小，可以满足5G天线应用；树脂成膜后，具有柔软和可弯曲的特点，可以满足5G天线应用；该散热片中添加了高导热绝缘粉体，可以满足5G天线应用中更高的散热需求。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

5G天线柔性绝缘散热片，该散热片包括60％的组分A、39％～39.8％的组分B以及0.2％-1％的分散剂A；其中所述组分A包括以下原料：占比30％～80％的高导热绝缘粉体、占比0.2％～1％分散剂B、占比20％～70％的溶剂A；所述组分B包括以下原料：占比30％～60％的树脂，占比40％～70％的溶剂B；所述组分A、组分B与分散剂B混合制备所述散热片。

所述分散剂A与分散剂B为不饱和多元胺酰胺；所述溶剂A与溶剂B为乙酸乙酯和甲苯的混合液；所述的高导热绝缘粉体为氧化铝、氮化铝、氮化硼、碳化硅、氧化硅、氧化锌中的一种或者多种，且高导热绝缘粉体，可以满足5G天线应用中更高的散热需求。；所述的低介电树脂为LCP树脂、MPI树脂中的一种或者多种；采用低介质损耗的树脂介质损耗更小，而且树脂成膜后，具有柔软和可弯曲的特点，可以满足5G天线应用。而且采用LCP树脂，其具有在高频高速传输尤其是毫米波段传输中的低损耗性及优异的柔性等性能特点。

5G天线柔性绝缘散热片的制备工艺，该散热片的制备工艺包括以下步骤：

所述行星式研磨机由多根搅拌滚轴交叉组成，每根滚轴的运动轨迹为行星式，其中所述第一步、第二步以及第三步中的控制温度为10-25℃时，行星式研磨机的搅拌腔外侧通入循环冷凝水；所述第四步，采用逗号刮刀涂覆方式，在离型膜上涂覆25μm～100μm的干膜厚度；所述第五步，采用FPCB行业的平板热压机，辊对辊的热压方式进行。

5G天线柔性绝缘散热片的应用，本发明的散热片应用于5G无线通讯天线的散热将所述散热片直接贴合于5G无线通讯天线上，使得5G无线通信天线除了固有的功能之外，作为散热片使发热部位的热量直接传到散热片上并散热，因此不必采用额外的导热胶进行导热或者其他结构，例如现有技术文献中的涂覆了散热层的散热薄膜的层叠结构，也可以实现平板电脑或智能手机整体的“轻薄短小”。进一步保障在最大化散热效果，即具有高散热功能的5G无线通信天线结构。

本发明的散热片主要是为了降低介电常数(下面用Dk)以及低介电损耗因子(下面用Df)，其中介电损耗因子Df的部分其实看起来好像数值不大，比如说以玻璃来说好了，它的数值可能是0.02，看起来差异不大，但是跟塑胶比如说聚碳酸酯来比，数值是0.005，其实基本上差异就体现出来。这个差异在4G的情况下可能影响不大，但是在5G下面这一个的测试数据，5G的天线性能如果在28GHz下面做测试的话，标准值指的对应的是真空的1，标准值是18.4，但是如果用了塑胶材料，它基本上会衰减1.2dB，衰减越少当然是越好的方向。玻璃就会衰减到3.1dB，也就是在Df的微小差异，其实在最后的讯号衰减就会产生一些大的差异。所以选用低介电材料非常必要；以Dk来说，真空的数值基准是1，其他的部分就会有差异，本发明所采用的LCP、MPI、PCT，它们的介电常数相对于现有PI材料还是比较低。

第一个是高介电低损耗的材料，因为它有助于天线的小型化。目前，全球的装置的频段非常多，怎么样在一个小小的空间里面容纳尽可能多的天线，所以就希望把每个天线所占用的面积最小化，而高介电的材料有助于这个方向；

第二个更通用的方向，低介电低损耗的材料，这个部分会在很多部分的应用，比如说机壳，因为天线是在机壳内部，或者未来的设计，也可能把天线放在机壳的外部，但是在机壳内部现在通用的状况代表你的天线往外发送或者接收的时候，都会经过机壳这一个材料产生影响，所以我们当然希望把这个影响降到最低的可能。这些内部的讯号传输，比如电路板或者FPC高频信号的传输，当然也希望传输的过程这个讯号的损失尽量降低。所以这大概是材料端的一个选用的方向；

第三个特性是稳定，因为这些所有的条件都是希望在一个稳定的状况，比如说在一个温度湿度以及吸水性都能够稳定，因为这些Dk跟Df它其实每个材料在不同的频率跟温湿度下是有变化的，所以在设计的时候，当然希望是一个稳定的参数，这样子才能基于那一个参数去做优化跟调校。

实施例1：

组分A占比60％：高导热绝缘粉体占比50％，其中氧化铝(7μm)：碳化硅(20μm)：氮化铝(5μm)＝3：5：2；溶剂A(甲苯：乙酸乙酯质量比为2：8)占比49％；分散剂B占比1％；

组分B占比39％；MPi树脂占比50％，溶剂B(甲苯：乙酸乙酯质量比为2：8)占比50％；

分散剂A占比1％。

实施例2：

组分A占比60％：高导热绝缘粉体占比50％，其中氧化铝(7μm)：碳化硅(20μm)：氮化硼(5μm)＝3：5：2；溶剂A(甲苯：乙酸乙酯质量比为2：8)占比49％；分散剂B占比1％；

组分B占比39％；LCP树脂占比50％，溶剂B(甲苯：乙酸乙酯质量比为2：8)占比50％；

分散剂A占比1％。

实施例3：

组分B占比39％；环氧树脂占比50％，溶剂B(甲苯：乙酸乙酯质量比为2：8)占比50％；

分散剂A占比1％。

实施例4：

组分A占比60％：高导热绝缘粉体占比80％；其中氧化铝(10μm)：碳化硅(10μm)：氮化铝(10μm)＝3：4：4；溶剂A(甲苯：乙酸乙酯质量比为5：5)占比19％，分散剂B占比1％；

组分B占比39％；LCP树脂占比30％，溶剂B(甲苯：乙酸乙酯质量比为5：5)占比70％；

分散剂A占比1％。

实施例5：

组分A占比60％：高导热绝缘粉体占比60％，其中氧化铝(7μm)：碳化硅(10μm)：氮化硼(3μm)＝3：5：2；溶剂A(甲苯：乙酸乙酯质量比为5：5)占比39％，分散剂B占比1％；

组分B占比39％：Pi树脂占比60％，溶剂B(甲苯：乙酸乙酯质量比为5：5)占比40％；

分散剂A占比1％。

实施例6：

组分A占比60％：高导热绝缘粉体占比40％，其中氧化铝(7μm)：碳化硅(10μm)：氮化硼(3μm)＝3：5：2；溶剂A(甲苯：乙酸乙酯质量比为2：8)占比59.4％，分散剂B占比0.6％；

组分B占比39.5％：LCP树脂占比30％，溶剂B(甲苯：乙酸乙酯质量比为2：8)占比70％；

分散剂A占比0.5％。

实施例7：

组分A占比60％：高导热绝缘粉体占比30％，其中氧化铝(7μm)：碳化硅(10μm)：氮化硼(3μm)＝2：7：1，溶剂A(甲苯：乙酸乙酯质量比为2：8)占比69.5％，分散剂B占比0.5％；

组分B占比39％：LCP树脂占比50％，溶剂B(甲苯：乙酸乙酯质量比为2：8)占比50％；

分散剂A占比1％。

实施例8；

组分A占比60％：高导热绝缘粉体占比50％，其中氧化铝(7μm)：碳化硅(10μm)：氮化硼(3μm)＝2：7：1；溶剂A(甲苯：乙酸乙酯质量比为5：5)占比49％，分散剂B占比1％；

组分B占比39.8％：MPi树脂占比40％，溶剂B(甲苯：乙酸乙酯质量比为5：5)占比60％；

分散剂A占比0.2％。

上述实施例1-8分别通过5G天线柔性绝缘散热片的制备工艺制得散热片，并对散热片进行试验对比，其对比的结果数据如下表1：

表1介电常数对比

从上表1可知，低介电树脂具有优异的介电损耗值，所以选用低介电树脂LCP溶液或者MPi溶液树脂都有达到较好的低介电效果，但同时需要考虑热压后的导热系统，因此综合来看，实施例2和实施例4这两个整体性能比较优异。根据上述提到介电常数越小越好，所以采用LCP树脂或者MPi树脂溶液效果比较好。

综上所述，本发明的通过在低介电树脂中添加高导热绝缘粉体，并通过进行混合搭配，达到高导热、柔软、绝缘超薄的散热片，最后通过热压、导热粉体取向的方式制成5G天线柔性绝缘散热片，该产品采用简单的制备工艺，易操作，所制备的散热片具有低介质损耗值、柔软、散热性能优异等特点，满足5G电子行业天线材料产品的需求。具体的：采用低介质损耗的树脂介质损耗更小，可以满足5G天线应用；树脂成膜后，具有柔软和可弯曲的特点，可以满足5G天线应用；该散热片中添加了高导热绝缘粉体，可以满足5G天线应用中更高的散热需求。

上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.5G天线柔性绝缘散热片，其特征在于，该散热片包括60％的组分A、39％～39.8％的组分B以及0.2％-1％的分散剂A；

所述组分B包括以下原料：占比30％～60％的树脂，占比40％～70％的溶剂B；所述组分A、组分B与分散剂A混合制备所述散热片。

2.根据权利要求1所述的5G天线柔性绝缘散热片，其特征在于，所述分散剂A与分散剂B为不饱和多元胺酰胺。

3.根据权利要求1所述的5G天线柔性绝缘散热片，其特征在于，所述溶剂A与溶剂B为乙酸乙酯和甲苯的混合液。

4.根据权利要求1所述的5G天线柔性绝缘散热片，其特征在于，所述的高导热绝缘粉体为氧化铝、氮化铝、氮化硼、碳化硅、氧化硅、氧化锌中的一种或者多种。

5.根据权利要求1所述的5G天线柔性绝缘散热片，其特征在于，所述的低介电树脂为LCP树脂、MPI树脂中的一种或者多种。

6.5G天线柔性绝缘散热片的制备工艺，其特征在于，该散热片的制备工艺，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的5G天线柔性绝缘散热片的制备工艺，其特征在于，所述行星式研磨机由多根搅拌滚轴交叉组成，每根滚轴的运动轨迹为行星式，其中所述第一步、第二步以及第三步中的控制温度为10-25℃时，行星式研磨机的搅拌腔外侧通入循环冷凝水。

8.根据权利要求6所述的5G天线柔性绝缘散热片的制备工艺，其特征在于，所述第四步，采用逗号刮刀涂覆方式，在离型膜上涂覆25μm～100μm的干膜厚度。

9.根据权利要求6所述的5G天线柔性绝缘散热片的制备工艺，其特征在于，所述第五步，采用FPCB行业的平板热压机，辊对辊的热压方式进行。