CN112752394A - 一种具有散热层的金属印刷电路板 - Google Patents

一种具有散热层的金属印刷电路板 Download PDF

Info

Publication number
CN112752394A
CN112752394A CN202011314675.5A CN202011314675A CN112752394A CN 112752394 A CN112752394 A CN 112752394A CN 202011314675 A CN202011314675 A CN 202011314675A CN 112752394 A CN112752394 A CN 112752394A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat dissipation
dissipation layer
aluminum nitride
metal
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011314675.5A
Other languages
English (en)
Inventor
任洪宰
张伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rencheng Technology Shenzhen Co ltd
Original Assignee
Rencheng Technology Shenzhen Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rencheng Technology Shenzhen Co ltd filed Critical Rencheng Technology Shenzhen Co ltd
Priority to CN202011314675.5A priority Critical patent/CN112752394A/zh
Publication of CN112752394A publication Critical patent/CN112752394A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203Cooling of mounted components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/06Thermal details

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

本发明提供一种具有散热层的金属印刷电路板。所述具有散热层的金属印刷电路板包括金属基板110、散热层120和电路图形层130,所述散热层120位于所述金属基板110和电路图形层130之间,散热层120为复合材料芯板,所述复合材料芯板通过环氧树脂、硅烷和陶瓷填充剂制作而成。本发明提供的具有散热层的金属印刷电路板具有能够减少金属基板与电路图形层或其他零配件之间的热膨胀差异以防止热冲击或疲劳性龟裂、能够满足高功率集成电路使用的金属PCB所需的热力、电气特性的同时实现金属PCB的小型化和轻薄化的优点。

Description

一种具有散热层的金属印刷电路板
技术领域
本发明涉及印刷电路板技术领域,尤其涉及一种具有散热层的金属印刷电路板。
背景技术
近来汽车、电子电气等领域使用的电子设备越来越呈轻薄化、小型化、多功能化趋势。这样一来,越来越高度集成的电子元件产生的热量越来越多,这样散出的热量不但降低电子元件的性能,而且成为导致四周的电子元件误操作、基板劣化等的元凶,因此对热量控制技术的关注和研究也越来越多。
尤其是LED的情况,投入能源的约85%都转换成了热损耗,由该高温热排放导致结合部位温度持续升高,从而造成LED半导体寿命缩短。众所周知,LED半导体误操作发生的平均时间在电子元件作用温度每上升10℃时寿命就会缩短2倍左右。
为防止上述现象发生,在高功率LED的情况下,目前普遍使用采用导热性好的金属基板制作的金属PCB。金属PCB可利用金属基板的良好导热性能,因此有利于制作电源设备或LDE模块等高电耗、高发热的零配件。
金属PCB中对热排放影响最大的因素是散热层,一般用于散热层的高分子树脂环氧树脂的热传导率约为0.3W/m.K,为提高高分子树脂的热传导率,大多采用与金属、陶瓷、碳等导热性填充剂混合的方式。在金属PCB的情况下,散热层同时需具备高绝缘性,因此必须使用绝缘性能高的陶瓷填充剂,而非具有导电性的金属或碳填充剂。
但在金属PCB的情况下,尽管因使用金属基板和铜电路层等金属材料而比使用环氧树脂等的传统环氧树脂PCB散热性能优秀,但铝基板等金属基板和金属基板上层压的散热层或散热层上形成的铜等电路图形层各自的热膨胀系数都不同,因热膨胀差异产生裂纹或剥离现象,从而导致产品可靠性低下的问题。
此外,迄今为止金属PCB均分别具备散热层和绝缘层,由此导致金属PCB难以轻薄化和小型化。
因此,有必要提供一种新的具有散热层的金属印刷电路板解决上述技术问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种能够减少金属基板与电路图形层或其他零配件之间的热膨胀差异以防止热冲击或疲劳性龟裂、能够满足高功率集成电路使用的金属PCB所需的热力、电气特性的同时实现金属PCB的小型化和轻薄化的具有散热层的金属印刷电路板。
为解决上述技术问题,本发明提供的具有散热层的金属印刷电路板包括:金属基板110、散热层120和电路图形层130,所述散热层 120位于所述金属基板110和电路图形层130之间,散热层120为复合材料芯板,所述复合材料芯板通过环氧树脂、硅烷和陶瓷填充剂制作而成。
优选的,所述陶瓷填充剂为氮化铝或碳化硅或碳化硅与氮化铝的混合物。
优选的,所述散热层120的复合材料芯板由至少一层板组成。
优选的,所述复合材料芯板中的氮化铝粉末的体积填充率为 55~60%。
与相关技术相比较,本发明提供的具有散热层的金属印刷电路板具有如下有益效果:
本发明提供一种具有散热层的金属印刷电路板,本发明具有通过将高散热、绝缘性复合材料芯板的矩阵高分子树脂与经表面处理的陶瓷填充剂混合以形成调节上述复合材料芯板热膨胀率的网络,从而令高散热、绝缘性复合材料芯板减少金属基板与电路图形层或其他零配件之间的热膨胀差异以防止热冲击或疲劳性龟裂的效果。
此外,本发明还具有实现上述复合材料芯板同时满足优秀的散热性能和绝缘性能,从而在满足高功率集成电路使用的金属PCB所需的热力、电气特性的同时实现金属PCB的小型化和轻薄化的效果。
附图说明
图1为本发明提供的具有散热层的金属印刷电路板的一种较佳实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
实施例:
参照图1,一例所示的金属PCB100包括金属基板110、散热层 120、电路图形层130。本实施例中,金属基板110可由自包括但不限于铝(Al)、铜(Cu)、不锈钢、镁(Mg)中选择的至少一种金属或其合金构成,这样的金属基板110其耐久性和散热特性优秀,在金属PCB100上安装的电气元件或电子元件产生的热量散热方面显现出卓越的性能。这样的金属基板110厚度从0.3mm到3.0mm不等,但不限于此。上述金属基板110为铝基板的情况下,热膨胀系数(CTE: Coefficient of thermal expansion)常温下约为17~27ppm/℃(ppm:part permillion,10-6m/m,m:长度);铜基板的情况下,热膨胀系数范围约为16~18ppm/℃。
上述散热层120在上述金属基板110的上侧面形成。在本实施例中,上述散热层120可由作为绝缘体的无机填充剂和含热固性树脂的树脂制成物构成,将由金属构成的金属基板110与上述电路图形层 130绝缘,厚度为50~200μm但不限于此。上述散热层120的热膨胀系数随高分子树脂的种类而各不相同,其中环氧树脂为 45~65ppm/℃,聚酰胺树脂为100~110ppm/℃,聚酯树脂为 110~124ppm/℃,聚乙烯树脂为108~200ppm/℃。
上述散热层120由高分子树脂构成,高分子树脂是由碳分子之间的共价键形成的物质,几乎没有离子或如金属类的自由电子,一般来讲具有电气绝缘性质。上述散热层120的高分子树脂可以是环氧树脂,也可以是聚酰胺树脂、聚酯树脂等。这些高分子树脂与金属的粘合力优秀,适合用作金属印刷电路基板的绝缘层材料,其中尤其环氧树脂耐热性、耐药性、耐水性等优秀,聚酰亚胺树脂和聚酰胺酰亚胺树脂介电常数低,绝缘性能卓越。
但由于环氧树脂不同于热膨胀系数超过100ppm/℃的其他种类的树脂,其热膨胀系数较小,范围为45~65ppm/℃,因此本发明的散热层120采用与金属的粘合力优秀、热膨胀系数小的环氧树脂作为基础材料。
本发明第一实施例中,环氧树脂为一个分子带有2个以上环氧基的树脂中平均一个分子带有超过2个环氧基的环氧树脂。环氧树脂可使用从酚甲烷A型环氧树脂、酚甲烷F型环氧树脂、酚甲烷S型环氧树脂、酚醛类环氧树脂、甲酚酚醛类环氧树脂、烷基酚酚醛类环氧树脂、酚甲烷型环氧树脂、萘型环氧树脂、二聚环戊二烯型环氧树脂、三缩水甘油异氰尿酸酯和非环状环氧树脂等中选择的一个以上的环氧化合物,其中最合适的当属酚甲烷A型环氧树脂。
上述酚甲烷A型环氧树脂和酚甲烷F型环氧树脂等上述环氧树脂可用从甲基·乙基酮·丁酮(MEK)、二甲基甲酰胺(DMF)、甲氧基乙醇(MCS)、卡必醇醋酸酯、二乙二醇丁醚、PGMEA、PGME、甲苯、二甲苯、NMP、乙二醇单甲醚等中选择的一种以上作为溶媒进行混合溶解后使用。
本发明中,可使用的环氧树脂固化剂不作特别限定,只要是通常用的环氧制成物固化剂,哪一种都可以。一般来讲,可用于本发明中环氧树脂制成物制造的环氧树脂固化剂可以是胺类、咪唑类、酸酐类或其混合物,本发明第一实施例中环氧树脂和固化剂的重量比为 10:1。
但包含环氧树脂在内的上述高分子树脂的热传导率一般只有 0.1~1W/mK。因此上述含高分子树脂的散热层无法将电路图形层130 散发出的热量有效传导给上述金属基板110,导致印刷电路板整体散热性能低下。此外,由于上述高分子树脂热传导性能低下,为改善电路图形层130的散热性能,不得不增加金属基板110的厚度,但如此一来,金属PCB的整体厚度就增加了,轻薄化就成了问题。
因此,为在不增加整体厚度的情况下提高散热性能,上述散热层在高分子树脂外可添加高散热性无机粒子填充剂。但由于为提高散热层120的导热性能而与高分子树脂混合的填充剂必须具有绝缘性,如此才能提高高分子树脂复合材料的整体绝缘性能,因此散热层中用于提高热传导性的填充剂主要采用绝缘性陶瓷填充剂,此外也可采用氧化铝、氮化硅、碳化硅、氧化硅、氮化硼、氧化硼、氮化铝等。
尤其是散热层120最好采用氮化铝(AlN:Aluminum nitride)、碳化硅(SiC:Silicon Carbide)等导热性高的散热陶瓷材料。传统用作氧化膜层的氧化铝(Al2O3)的热传导率为35W/mK左右,而氮化铝热传导率高达320W/mK,碳化硅热传导率也有170W/mK,相对来讲远高于氧化铝。
鉴此,本发明中的散热层120采用氮化铝、碳化硅等高导热性散热陶瓷材料,以大幅提升金属印刷电路板的整体热传导性能。本发明第一实施例中,上述氮化铝或碳化硅等填充剂以与环氧树脂40~80的重量比添加,上述填充剂的含量可在不降低散热层机械特性或成型性能的范围内调节。
尤其是氮化铝因其低热膨胀系数(3.5~5.3ppm/℃)和高热传导率(320W/mK),拥有优异的耐热冲击特性;此外,其耐氟腐蚀性强,广泛用于热冲击和用到氟气体的工艺流程。由于其性能优秀,近来市场需求不断增加。尤其是氮化铝热传导率和热辐射率高,加热时可快速达到热平衡;此外还有耐热冲击、具有较优秀的绝缘性能因而也易用于需要绝缘的零配件等优点。但氮化铝也有缺点,比如易与湿气起反应,如不作表面处理,则会生成Al(OH)3和NH3等反应物,从而导致热传导率大为下降并损伤散热层;与树脂基础材料的相容性差等。
因此,本发明中使用硅烷对氮化铝作表面改质后与环氧树脂混合使用。使用硅烷作表面处理后的氮化铝如果化学改质的硅烷末端是离子性,则与乙醇等极性溶媒的相容性变得优秀;如硅烷末端没有极性,则与有机溶媒的相容性变得优秀,因此可提高多种溶媒的分散特性。
本发明首先将氮化铝置入碱性溶液中,在常温-100℃的条件下搅拌1-5小时,使其表面羟基化。接下来,将上述羟基化的氮化铝置于乙醇系溶媒中在常温~回流条件下与硅烷化合物反应5~12小时,以拥有离子性或无极性末端基的硅烷将其表面改质。本发明中可使用的硅烷化合物包括但不限于三烷氧基硅烷、(RO)3SiR’、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、 (3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷等。
如本发明第一实施例所示,将以硅烷作过表面改质的氮化铝与环氧树脂混合后制作散热层,环氧树脂内的氮化铝分散稳定性得到提升,因湿气引起的反应不再发生,氮化铝与环氧树脂之间的结合力和分散性得到提高,从而散热层的热传导率得以大幅提升。
此外,碳化硅作为一种依靠共价键生成的人工矿物质,拥有高于氧化铝等其他材料的硬度,耐磨性和硬度优秀,是一种易用于半导体产业和工程机械零配件的材料;拥有高热传导性(170W/mK),耐腐蚀性、耐化学药物性优秀,热膨胀率低(2.77ppm/℃),是一种长时间使用也不会损坏的化合物材料。碳化硅在1,200℃的高温下仍然稳定,可依靠改变烧结法或投入杂质调节其电气性质(绝缘性、阻抗值),具有优秀的耐磨性能、可在高温下长期使用、强度不易发生变化等优点。
本发明也可用与氮化铝相同的方法,以硅烷对碳化硅作表面改质,通过提升与环氧树脂之间的结合力和分散性来大幅提高散热层的热传导率。
本发明中揭示的树脂制成物可用来制造散热膜、预浸材料、铜箔层压板和印刷电路基板。
本发明第一实施例中所述的散热膜可用在此技术领域内所知的任何一种普通方法生产半固化状态的干膜。例如,使用压辊涂布机、帘式涂布机或缺角轮涂布机等制成膜状干燥后,将此用于基板上,可在使用积层方式制作多层印刷电路基板时用作散热层(散热膜)。这样的散热膜可提升热膨胀系数、热传导率、玻璃转化温度和抗拉强度等方面的特性。
此外,本发明第一实施例中所述的散热膜在制作印刷电路基板时可层压在用作内层的铜箔层压板(CCL)上。例如,可将用上述树脂制成物制作的散热膜层压在做完图形加工的电路基板上后,进行固化、除胶渣,然后通过电镀工艺形成电路层以完成印刷电路基板的制作。
此外,本发明第一实施例中所述的散热膜可用喷涂、真空喷涂、静电镀膜、电解沉积镀膜、丝印、跟涂法、旋涂法、拉涂法、辊涂法等形成于上述金属基板110上。为使上述散热膜充分发挥绝缘特性,可将其厚度控制在30~100μm范围内。
采用丝印形成上述散热膜的情况下,沿着散热膜上形成的电极的电路图形容易形成散热膜,因此可将散热膜构成材料的损失最小化。此外,沿电路图形形成散热膜时,依靠上述电路图形之间形成的空间,可避免散热膜和金属基板之间因各自不同的热膨胀系数导致相互剥离的情况发生。
此外,在其他实施例中,可通过气溶胶沉积技术将散热陶瓷粉末蒸镀到清洗过的金属基板110表面上以形成散热膜。在使用气溶胶沉积技术的情况下,喷嘴中喷出的陶瓷粉末粒子与金属基板110表面相冲突,冲突后的陶瓷粉末粒子被破坏后嵌在金属基板110表面上或形成强结合,同时与其他粒子在上面继续冲突。冲突后的粒子被粉碎形成强结合层,其上其他粒子再次发生冲突。通过如上所述的气溶胶沉积工艺,陶瓷粉末粒子连续发生冲突和微细粉碎等,由此可形成粒子之间无微细气孔的致密组织状态的散热膜。
上述电路图形层130形成于上述散热层120之上。在本实施例中,上述电路图形层130可以是铜。该铜的热膨胀系数范围约为 16~17ppm/℃。
参照本发明图1所示的实施例,金属PCB100的金属基板110使用铝合金,电路图形层130使用铜合金,铝合金的热膨胀系数为 21~24ppm/℃,铜合金的热膨胀系数为16~18ppm/℃,层压于金属基板和电路图形层之间的散热层120的热膨胀系数如处于铜和铝合金热膨胀系数范围内的话,可吸收掉铜和铝合金之间的热膨胀率差异,由此防止金属基板上排列的零配件或焊锡连接部位受到热冲击或产生疲劳性龟裂。
因此,本发明将用硅烷作过表面改质的氮化铝或碳化硅与用作高散热、绝缘性复合材料芯板的基础材料之环氧树脂混合后制作散热层,通过拥有低热膨胀系数3.5~5.3ppm/℃的氮化铝或2.77ppm/℃的碳化硅形成调节上述散热层120热膨胀率的网络,由此散热层120在提高金属PCB散热率的同时减少金属基板110和电路图形层130之间的热膨胀差异,从而防止电路图形层130剥离或金属PCB发生翘曲。此外,由此亦可减少电路图形层130上用焊锡焊接的其他零配件之间的热膨胀差异,从而防止焊接部位发生裂痕或剥离,提高产品的可靠性。
此外,本发明中如果散热层120仅以单层无法充分减少金属基板 110和电路图形层130之间的热膨胀差异的话,则可层压多层散热层 120,各散热层可具有各自不同的热膨胀率以逐渐减少金属基板110 和电路图形层130之间的热膨胀差异。
下面根据本发明的实例对高散热绝缘性复合材料芯板的制造方法进行说明。
氮化铝(AlN)和碳化硅(SiC)使用美国制造商(Sigma-aldrich 公司)生产的球状粉末和针状粉末,氮化铝球状粉末平均直径为 1~12μm,针状粉末的平均横竖比为7(平均长4.8μm,平均宽0.7μm)。碳化硅针状粉末的平均横竖比为13(平均长18.6μm,平均宽1.4μm)。
环氧树脂使用美国Shell Chemical公司的EPON813产品和EPI-cure3234固化剂,环氧树脂和固化剂按10:1的重量比混合使用。
氮化铝和碳化硅均用硅烷作了表面处理。首先将氮化铝置入碱性溶液内,在常温下搅拌5小时使其表面羟基化。第二步,将上述羟基化的氮化铝置于乙醇系溶媒中,常温下与三烷氧基硅烷反应10小时,然后放入干燥箱内在95℃下干燥,将氮化铝的表面用拥有离子性或无极性末端基的硅烷作改质处理。碳化硅用与氮化铝的同样方法使用硅烷作表面改质。
为制作高散热绝缘性复合材料芯板,先将用硅烷作过表面处理的氮化铝(或碳化硅或碳化硅与氮化铝的混合物)置入上述环氧树脂内用超声波处理24小时使其均匀分散,然后用机械式搅拌机在50℃油槽内搅拌24小时。往搅拌好的混合物内添加固化剂EPI-cure3234和稀释剂Triton-X后继续搅拌,以使填充剂不结块而均匀分散。如想用上述环氧复合树脂制成物制作涂布液,则添加溶媒(MEK(methyl ethyl ketone)/Toluene=1/1v/v)后调整粘度,即可制作热传导性复合材料涂布溶液。但为制作高散热绝缘性复合材料芯板,则不添加溶媒,而是在常温下以10.5MPa的压力加压2小时,然后在10.5MPa、50℃条件下经过1小时的聚合过程,即可制作高散热绝缘性复合材料芯板。
下面通过实施例对本发明进行详细说明。
【实施例1】
本发明的上述高散热绝缘性复合材料芯板的制造方法中,如表1 所示,改变用硅烷作过表面改质的氮化铝的混合量,以分析不同陶瓷填充率对热传导率和热膨胀系数的影响。这里氮化铝球状粉末的平均直径为4μm,球状粉末和针状粉末体积比为1:1。
表1
Figure RE-GDA0002930237270000091
如表1所示,氮化铝填充率越高,高散热绝缘性复合材料芯板的热传导系数越大,而热膨胀系数越小。这表明,氮化铝拥有远高于环氧树脂的热传导率且热膨胀系数小的物理特性。
另一方面,如果进一步提高氮化铝的填充率,则可获得更大的热传导率和更小的热膨胀系数,但复合材料芯板的抗拉强度等机械性能或成型性能将变得脆弱,因此氮化铝的填充率应在综合考虑想要达到的热传导率和热膨胀系数及机械性能或成型性能等的基础上设定合适的数值。
【实施例2】
接下来,在上述高散热绝缘性复合材料芯板制造方法中,如表2 所示,改变用硅烷作过表面改质的球状氮化铝和针状碳化硅的比例,以分析不同陶瓷填充剂的种类对热传导率和热膨胀系数产生的影响。这里氮化铝球状粉末的平均直径为1.5μm,氮化铝和针状碳化硅合计陶瓷填充率设定为体积50%。
表2
Figure RE-GDA0002930237270000101
如表2所示,碳化硅和氮化铝比例为1:6时热传导率最大,单独使用氮化铝比单独碳化硅时的热传导率更高,这表明氮化铝在提升热传导率方面比碳化硅更有效。
此外,如表2所示,不同比例的碳化硅和氮化铝对热膨胀系数的变化影响不大;参照表1所示,不同陶瓷填充率产生的影响较大。
【实施例3】
接下来,在上述高散热绝缘性复合材料芯板制造方法中,如表3 所示,改变用硅烷作过表面改质的球状氮化铝和针状氮化铝的比例,以分析热传导率和热膨胀系数的变化。这里氮化铝球状粉末的平均直径为2μm,球状氮化铝和针状氮化铝合计陶瓷填充率设定为体积 50%。
表3
Figure RE-GDA0002930237270000111
如表3所示,球状氮化铝和针状氮化铝的比例变化对热膨胀系数的影响比热传导率更大,球状氮化铝比例越大,热膨胀系数越小。
【实施例4】
最后,在上述高散热绝缘性复合材料芯板制造方法中,如表4所示,改变用硅烷作过表面改质的氮化铝填充率,以分析不同陶瓷填充率对热膨胀系数的影响。这里采用的氮化铝球状粉末的平均直径为 1.5μm。
表4
Figure RE-GDA0002930237270000112
如表4所示,球状氮化铝填充率越大,热膨胀系数呈线性下降趋势。如果高散热绝缘性复合材料芯板的热传导率满足金属基板散热性能要求的话,则可调节球状氮化铝的填充率以调节高散热绝缘性复合材料芯板的热膨胀系数。
【高散热绝缘性复合材料芯板的热传导系数和热膨胀系数调节】
参照本发明实施例1~4,在将高散热绝缘性复合材料芯板的热传导率调节到满足金属基板散热性能要求的同时,对热膨胀系数也进行调节,使其位于金属基板铝合金热膨胀系数21~24ppm/℃和电路图形层铜合金热膨胀系数16~18ppm/℃之间。
例如,为使高散热绝缘性复合材料芯板的热传导率达到3W/m.K 以上、热膨胀系数接近铝基板,选用平均直径为4μm的使用上述高散热绝缘性复合材料芯板制造方法制作的用硅烷作过表面改质的氮化铝球状粉末,将填充到环氧树脂里的球状氮化铝粉末和针状氮化铝粉末的体积比调整为1:1,并将两种氮化铝粉末对环氧树脂的整体体积填充率调整到50~60%区间,则可将热膨胀系数调节到 16.83~29.1CTE(ppm/℃)之间。
【调节例1】
在调节例1中,层压在铝基板(110)上的上述高散热绝缘性复合材料芯板的氮化铝粉末的体积填充率调为55%,令上述高散热绝缘性复合材料芯板的热膨胀系数调节为25.44CTE(ppm/℃),从而使其与金属基板铝合金的热膨胀系数21~24ppm/℃极为接近。在此情况下,上述高散热绝缘性复合材料芯板的热传导率为6.2W/m.K,能够满足散热要求条件。
【调节例2】
在调节例1中,上述高散热绝缘性复合材料芯板的热膨胀系数 25.44CTE(ppm/℃)虽然与金属基板(110)的铝合金热膨胀系数接近,但与散热层上面层压的电路图形层(130)的铜合金热膨胀系数16~18 ppm/℃之间存在差异,因此有必要减少散热层(120)和电路图形层 (130)之间的热膨胀差异。
因此可在调节例1中制作的散热层上面再压一层散热层,即层压 2层散热层,后压上去的高散热绝缘性复合材料芯板的氮化铝粉末体积填充率可调节至比如55~60%区间,从而将上述高散热绝缘性复合材料芯板的热膨胀系数调节到16.83~25.44CTE(ppm/℃)范围内,由此使得后压上去的散热层的热膨胀系数接近铜合金的热膨胀系数16~18 ppm/℃。
【调节例3】
在调节例3中,散热层可层压为2层以上的多层板,此时将靠近铝合金基板(110)一侧的散热层的热膨胀系数调节为接近铝合金的热膨胀系数,将靠近电路图形层的后压上去的散热层的热膨胀系数调节为接近铜合金的热膨胀系数,这两者之间的多层散热层的高散热绝缘性复合材料芯板氮化铝粉末的体积填充率调节至比如55~60%区间,令多个散热层的热膨胀系数从铝合金的热膨胀系数到铜合金的热膨胀系数之间逐渐变化。
这以上对本发明通过具体实施例作了详细说明,但此仅是为了具体说明本发明,不代表本发明的全部。在本发明的技术思想框架内,具备本领域一般知识者可对其进行变形或改良,这一点是显而易见的。

Claims (4)

1.一种具有散热层的金属印刷电路板,其特征在于,包括:金属基板110、散热层120和电路图形层130,所述散热层120位于所述金属基板110和电路图形层130之间,散热层120为复合材料芯板,所述复合材料芯板通过环氧树脂、硅烷和陶瓷填充剂制作而成。
2.根据权利要求1所述的具有散热层的金属印刷电路板,其特征在于,所述陶瓷填充剂为氮化铝或碳化硅或碳化硅与氮化铝的混合物。
3.根据权利要求1所述的具有散热层的金属印刷电路板,其特征在于,所述散热层120的复合材料芯板由至少一层板组成。
4.根据权利要求2所述的具有散热层的金属印刷电路板,其特征在于,所述复合材料芯板中的氮化铝粉末的体积填充率为55~60%。
CN202011314675.5A 2020-11-20 2020-11-20 一种具有散热层的金属印刷电路板 Pending CN112752394A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011314675.5A CN112752394A (zh) 2020-11-20 2020-11-20 一种具有散热层的金属印刷电路板

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011314675.5A CN112752394A (zh) 2020-11-20 2020-11-20 一种具有散热层的金属印刷电路板

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112752394A true CN112752394A (zh) 2021-05-04

Family

ID=75648963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011314675.5A Pending CN112752394A (zh) 2020-11-20 2020-11-20 一种具有散热层的金属印刷电路板

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112752394A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114025472A (zh) * 2021-11-12 2022-02-08 百强电子(深圳)有限公司 高散热金属基印刷电路板及其制作方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101661977A (zh) * 2008-08-27 2010-03-03 北京盘天新技术有限公司 一种用于大功率led封装的绝缘金属基板的制备方法
DE102012102090A1 (de) * 2012-01-31 2013-08-01 Curamik Electronics Gmbh Thermoelektrisches Generatormodul, Metall-Keramik-Substrat sowie Verfahren zum Herstellen eines Metall-Keramik-Substrates

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101661977A (zh) * 2008-08-27 2010-03-03 北京盘天新技术有限公司 一种用于大功率led封装的绝缘金属基板的制备方法
DE102012102090A1 (de) * 2012-01-31 2013-08-01 Curamik Electronics Gmbh Thermoelektrisches Generatormodul, Metall-Keramik-Substrat sowie Verfahren zum Herstellen eines Metall-Keramik-Substrates

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孔凡旺等: "金属基板用高导热胶膜的研制", 《绝缘材料》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114025472A (zh) * 2021-11-12 2022-02-08 百强电子(深圳)有限公司 高散热金属基印刷电路板及其制作方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6769032B2 (ja) 熱硬化性樹脂組成物、層間絶縁用樹脂フィルム、接着補助層付き層間絶縁用樹脂フィルム、及びプリント配線板
KR101836324B1 (ko) 자기 유전기판, 회로 재료 및 이들을 갖는 어셈블리
TWI458777B (zh) 樹脂組成物,附有樹脂之金屬箔,附有基材之絕緣片材及多層印刷佈線板
JP2014009357A (ja) インダクタ及びインダクタの製造方法
KR101193311B1 (ko) 고분자 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 절연 필름, 그리고 상기 절연 필름의 제조 방법
US7220481B2 (en) High dielectric constant composite material and multilayer wiring board using the same
WO2011016394A1 (ja) 多層配線板、及び、多層配線板の製造方法
JP2010174242A (ja) ビフェニルアラルキル型シアン酸エステル樹脂、並びにビフェニルアラルキル型シアン酸エステル樹脂を含む樹脂組成物、及び、当該樹脂組成物を用いてなるプリプレグ、積層板、樹脂シート、多層プリント配線板、並びに半導体装置
JPH10173097A (ja) 熱伝導基板用シート状物とその製造方法及びそれを用いた熱伝導基板とその製造方法
KR20100059790A (ko) 다층 프린트 배선판용 절연 수지 조성물, 기재 부착 절연 수지 시트, 다층 프린트 배선판 및 반도체 장치
JP7478659B2 (ja) 硬化性樹脂組成物、その硬化物およびプリント配線板
CN111344351B (zh) 树脂组合物、带树脂铜箔、介电层、覆铜层叠板、电容器元件以及内置电容器的印刷电路板
WO2010070890A1 (ja) プリプレグ及びその製造方法とこれを用いたプリント配線板
WO2004102589A1 (ja) 絶縁材料、フィルム、回路基板及びこれらの製造方法
JP3821728B2 (ja) プリプレグ
US7438969B2 (en) Filling material, multilayer wiring board, and process of producing multilayer wiring board
KR20240015684A (ko) 수지 조성물 및 그의 응용
KR20140081327A (ko) 방열용 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 방열 기판
JP2002241473A (ja) 熱硬化性エポキシ樹脂組成物とその成形体および多層プリント配線板
CN112752394A (zh) 一种具有散热层的金属印刷电路板
KR102259873B1 (ko) Led 조명장치용 기판, 그를 가지는 led 조명장치
JP2004349672A (ja) 充填材及びそれを用いた多層配線基板並びに多層配線基板の製造方法
CN113891905A (zh) 耐高温传导性热固型树脂组合物
JP2007126498A (ja) 絶縁樹脂接着シートの製造方法及び絶縁樹脂接着シートを用いたプリント配線板の製造方法
KR102172594B1 (ko) 금속 기판과 다른 부품간의 열팽창 차이 감소를 위한 방열층을 구비한 금속 pcb

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210504