CN113201288A - 一种电子封装导热单面胶带及其制备方法 - Google Patents

一种电子封装导热单面胶带及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了胶粘带技术领域，具体领域为一种电子封装导热单面胶带，离型膜层、导热压敏胶层、基材层、底涂层，所述导热压敏胶层包括丙烯酸压敏胶水和导热粉末，采用单面胶带的形式来贴合发热源和散热器或散热片，大大提高返工重修的效率；导热单面胶带适合于电池组边缘靠近散热铝盒处填充贴附；高导热和绝缘的特性，并具有柔软性、压缩性、服帖性、强粘性。适应温度范围大，可填补不平整的表面，能紧密牢固地贴合热源器件和散热片，将热量快速传导出去；采用特制的丙烯酸压敏胶水，粘结力性能稳定、质地轻、成本低；制备方法简洁、易于实现、生产效率高，能快速地生产出综合性能佳的电子封装导热单面胶带产品，利于广泛推广应用。

Description

一种电子封装导热单面胶带及其制备方法
技术领域
本发明涉及胶粘带技术领域，具体领域为一种电子封装导热单面胶带及其制备方法。
背景技术
随着微电子工业的高速发展，集成电路日趋高速化、高密度化，因此要求封装材料具有良好的导热性能和与芯片接近的热膨胀系数。目前国内导热绝缘胶粘剂一般为灌封类胶粘剂，胶接性能不佳，室温剪切强度小，室温导热率不高，耐热性能一般。环氧塑封料(EMC)以其成本低廉、工艺简单和适于大规模生产等优点在集成电路封装材料中独占鳌头，目前全球集成电路封装材料的97％采用EMC。但环氧树脂热导率比较低，如要显著提高胶粘剂的导热性不能单纯依靠树脂本身的导热性。一般来讲，导热性能的优劣主要取决于导热填料本身导热率、表面形态和添加量，因此导热胶粘剂的关键技术是如何选择导热性能好、无毒、价格低廉的无机填料。通常胶粘剂的导热性随着导热填料加入量的加大而增加，但填料量加大后胶粘剂的粘度也会随之提高，从而影响胶粘剂的涂布均匀性，给实际应用带来一定的困难，因此这也是目前在导热绝缘胶粘剂方面急需解决的问题。环氧树脂固化产物通常较脆，因此需要对环氧树脂进行改性，目前改性的方法很多，主要有采用环氧树脂和热塑性聚合物、互穿网络聚合物、热致性液晶聚合物、核壳结构聚合物、橡胶以及多元醇等共混的方法提高体系的抗冲击性能；通过加入增塑剂来提高固化产物的韧性；另外加入液态增塑剂后也可以降低体系的粘度，避免加入导热填料后致使体系粘度增大给工业涂布带来的困难。
随着国家提倡发展新能源，锂电池在新能源中愈发奋发向上，锂电池由于其能量密度高、可多次充放电使用、寿命长、污染小，广泛使用在手机、笔记本电脑、可穿戴电子设备、储能装置等领域。随着科技水平的提高，各领域对锂电池的安全要求越来越高，电池或电池组在充放电过程中会有发热，如若电池的热量导不出去，则会严重影响电池使用寿命和使用安全。现在市面上很多电池或电池组散热采用导热硅胶灌封，导热硅胶与散热片连接。由于导热硅胶，对于电池组单个电池重修返工带来不便，清理带来麻烦。导热硅胶比重大，无形之中增加了电池的重量增加了电池的能量损耗。导热硅胶灌封时，由于润湿角问题遇到一些细缝或不平整的表面，会出现难以填充的现象，影响导热效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电子封装导热单面胶带及其制备方法，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：
一种电子封装导热单面胶带，离型膜层、导热压敏胶层、基材层、底涂层。
优选的，所述导热压敏胶层包括丙烯酸压敏胶水和导热粉末。
优选的，所述导热压敏胶层组成成分如下：
Figure BDA0003030309920000021
所述丙烯酸亚敏胶水是由30-40份醋酸丁酯、20-25份丙烯酸丁酯、5-18份甲基丙烯酸甲酯、12-34份丙烯酸、2-7份苯乙烯、1-3份丙烯酸羟丁酯通过0.4-1份引发剂偶氮二异丁腈在30-40份溶剂乙酸乙酯中聚合而成，胶水固含量为40-51％；
所述分散剂为常州佳顺JS-8105溶剂型非硅类型体系分散剂；
所述导热粉末是氧化铝、氮化铝、氮化硼和石墨粉中的一种或几种；
所述溶剂为乙酸乙酯。
优选的，所述离型膜层为PET离型膜。
优选的，所述导热压敏胶层厚度80-110μm，剥离强度1000gf/25mm以上，邵氏硬度50-70，电阻1015Ω以上，具有良好的绝缘性。
优选的，所述基材层为厚度80-90μm的玻璃纤维布。
优选的，所述底涂层为水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯树脂、水性聚氨酯改性丙烯酸树脂和水性聚酯树脂中的一种或几种，涂层厚度1-10μm。
一种电子封装导热单面胶带的制备方法，包括以下步骤：
1)将水性底涂溶于去离子水溶剂中，得到水性底涂溶液；
2)将水性底涂溶液涂布于玻璃纤维布A面，使用烘箱烘干溶剂，涂布机机尾收卷玻璃纤维布，以做涂布导热压敏胶用；
3)将导热粉末加入到溶剂中，浸泡1-3h，使导热粉末充分润湿；
4)将分散剂用溶剂稀释后，加入丙烯酸压敏胶水中，搅拌5-10min，充分混合均匀，得到有分散剂的丙烯酸压敏胶胶水；
5)将充分润湿后的导热粉加入有分散剂的丙烯酸压敏胶水中，提高搅拌机转速，使物料混合均匀；
6)将异氰酸酯类固化剂溶于溶剂中，加入步骤5的物料内，继续搅拌混合均匀，将混合均匀的物料通过200目过滤网过滤，得到导热压敏胶胶水；
7)将导热压敏胶水静置除去气泡或真空除去气泡后，涂布于离型膜层上，通过烘箱烘干多余的溶剂，得到导热压敏胶裸胶；
8)将步骤7)中离型膜层上的导热压敏胶通过贴合机贴合，将导热压敏胶转涂至玻璃纤维布B面上，得到导热单面胶带；
9)将导热单面胶带放置熟化室熟化，其中常温熟化至少一周，40℃熟化72h。
所得电子封装导热单面胶带总厚度为240-320μm，粘性1000gf/25mm以上，耐温-40℃-120℃，热抗阻小1.02℃·in2/W，导热系数0.1-1.5W/m·k，击穿电压5KV以上，比重1.2-1.8g/cm3,邵氏硬度50-70，具有高导热和绝缘的特性，并具有柔软性、压缩性、服帖性、强粘性。
本发明的有益效果是：
(1)采用单面胶带的形式来贴合发热源和散热器或散热片，大大提高返工重修的效率；
(2)导热单面胶带适合于电池组边缘靠近散热铝盒处填充贴附；
(3)高导热和绝缘的特性，并具有柔软性、压缩性、服帖性、强粘性。适应温度范围大，可填补不平整的表面，能紧密牢固地贴合热源器件和散热片，将热量快速传导出去；
(4)采用特制的丙烯酸压敏胶水，粘结力性能稳定、质地轻、成本低；
(5)本发明提供的制备方法简洁、易于实现、生产效率高，能快速地生产出综合性能佳的电子封装导热单面胶带产品，利于广泛推广应用。
附图说明
图1为本发明电子封装导热单面胶带主体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明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。
实施例1：
1)将水性丙烯酸树脂去离子水溶剂中，得到水性底涂溶液；
2)将水性底涂溶液涂布于80μm玻璃纤维布A面，涂层厚度2μm，使用烘箱烘干溶剂，涂布机机尾收卷玻璃纤维布，以做涂布导热压敏胶用；
3)将氧化铝粉40份加入到20份乙酸乙酯中，浸泡3h，使导热粉末充分润湿；
4)将分散剂0.5份用溶剂稀释后，加入100份丙烯酸压敏胶水中，搅拌5min，充分混合均匀，得到有分散剂的丙烯酸压敏胶胶水；
5)将充分润湿后的导热粉加入有分散剂的丙烯酸压敏胶水中，提高搅拌机转速，使物料混合均匀；
6)将异氰酸酯类固化剂0.1份溶于乙酸乙酯中，加入步骤5的物料内，继续搅拌混合均匀，将混合均匀的物料通过200目过滤网过滤，得到导热压敏胶胶水；
7)将导热压敏胶水静置除去气泡或真空除去气泡后，涂布于离型膜层上，厚度80μm，通过烘箱烘干多余的溶剂，得到导热压敏胶裸胶；
8)将步骤7)中离型膜层上的导热压敏胶通过贴合机贴合，将导热压敏胶转涂至玻璃纤维布B面上，得到导热单面胶带；
9)将导热单面胶带放置熟化室熟化，40℃熟化72h。
其中：丙烯酸压敏胶水是由30份醋酸丁酯、20份丙烯酸丁酯、5份甲基丙烯酸甲酯、12份丙烯酸、2份苯乙烯、1份丙烯酸羟丁酯通过0.4份引发剂偶氮二异丁腈在30份溶剂乙酸乙酯中聚合而成，胶水固含量为42％；
分散剂为常州佳顺JS-8105溶剂型非硅类型体系分散剂。
实施例2：
1)将水性丙烯酸树脂去离子水溶剂中，得到水性底涂溶液；
2)将水性底涂溶液涂布于80μm玻璃纤维布A面，涂层厚度5μm，使用烘箱烘干溶剂，涂布机机尾收卷玻璃纤维布，以做涂布导热压敏胶用；
3)将氧化铝粉70份加入到40份乙酸乙酯中，浸泡2.5h，使导热粉末充分润湿；
4)将分散剂1份用溶剂稀释后，加入100份丙烯酸压敏胶水中，搅拌8min，充分混合均匀，得到有分散剂的丙烯酸压敏胶胶水；
5)将充分润湿后的导热粉加入有分散剂的丙烯酸压敏胶水中，提高搅拌机转速，使物料混合均匀；
6)将异氰酸酯类固化剂2份溶于乙酸乙酯中，加入步骤5的物料内，继续搅拌混合均匀，将混合均匀的物料通过200目过滤网过滤，得到导热压敏胶胶水；
7)将导热压敏胶水静置除去气泡或真空除去气泡后，涂布于离型膜层上，厚度90μm，通过烘箱烘干多余的溶剂，得到导热压敏胶裸胶；
8)将步骤7)中离型膜层上的导热压敏胶通过贴合机贴合，将导热压敏胶转涂至玻璃纤维布B面上，得到导热单面胶带；
9)将导热单面胶带放置熟化室熟化，40℃熟化72h。
其中：所述丙烯酸亚敏胶水是由32份醋酸丁酯、22份丙烯酸丁酯、10份甲基丙烯酸甲酯、15份丙烯酸、4份苯乙烯、1份丙烯酸羟丁酯通过0.5份引发剂偶氮二异丁腈在32份溶剂乙酸乙酯中聚合而成，胶水固含量为45％；
分散剂为常州佳顺JS-8105溶剂型非硅类型体系分散剂。
实施例3：
1)将水性丙烯酸树脂去离子水溶剂中，得到水性底涂溶液；
2)将水性底涂溶液涂布于90μm玻璃纤维布A面，涂层厚度8μm，使用烘箱烘干溶剂，涂布机机尾收卷玻璃纤维布，以做涂布导热压敏胶用；
3)将石墨粉100份加入到50份乙酸乙酯中，浸泡2.0h，使导热粉末充分润湿；
4)将分散剂2份用溶剂稀释后，加入100份丙烯酸压敏胶水中，搅拌8min，充分混合均匀，得到有分散剂的丙烯酸压敏胶胶水；
5)将充分润湿后的导热粉加入有分散剂的丙烯酸压敏胶水中，提高搅拌机转速，使物料混合均匀；
6)将异氰酸酯类固化剂4份溶于乙酸乙酯中，加入步骤5的物料内，继续搅拌混合均匀，将混合均匀的物料通过200目过滤网过滤，得到导热压敏胶胶水；
7)将导热压敏胶水静置除去气泡或真空除去气泡后，涂布于离型膜层上，厚度100μm，通过烘箱烘干多余的溶剂，得到导热压敏胶裸胶；
8)将步骤7)中离型膜层上的导热压敏胶通过贴合机贴合，将导热压敏胶转涂至玻璃纤维布B面上，得到导热单面胶带；
9)将导热单面胶带放置熟化室熟化，40℃熟化72h。
其中：丙烯酸亚敏胶水是由38份醋酸丁酯、24份丙烯酸丁酯、15份甲基丙烯酸甲酯、30份丙烯酸、6份苯乙烯、2份丙烯酸羟丁酯通过0.8份引发剂偶氮二异丁腈在38份溶剂乙酸乙酯中聚合而成，胶水固含量为49％；
分散剂为常州佳顺JS-8105溶剂型非硅类型体系分散剂。
实施例4：
1)将水性丙烯酸树脂去离子水溶剂中，得到水性底涂溶液；
2)将水性底涂溶液涂布于90μm玻璃纤维布A面，涂层厚度10μm，使用烘箱烘干溶剂，涂布机机尾收卷玻璃纤维布，以做涂布导热压敏胶用；
3)将石墨粉120份加入到70份乙酸乙酯中，浸泡1.0h，使导热粉末充分润湿；
4)将分散剂3份用溶剂稀释后，加入100份丙烯酸压敏胶水中，搅拌10min，充分混合均匀，得到有分散剂的丙烯酸压敏胶胶水；
5)将充分润湿后的导热粉加入有分散剂的丙烯酸压敏胶水中，提高搅拌机转速，使物料混合均匀；
6)将异氰酸酯类固化剂5份溶于乙酸乙酯中，加入步骤5的物料内，继续搅拌混合均匀，将混合均匀的物料通过200目过滤网过滤，得到导热压敏胶胶水；
7)将导热压敏胶水静置除去气泡或真空除去气泡后，涂布于离型膜层上，厚度110μm，通过烘箱烘干多余的溶剂，得到导热压敏胶裸胶；
8)将步骤7)中离型膜层上的导热压敏胶通过贴合机贴合，将导热压敏胶转涂至玻璃纤维布B面上，得到导热单面胶带；
9)将导热单面胶带放置熟化室熟化，40℃熟化72h。
其中，丙烯酸亚敏胶水是由40份醋酸丁酯、25份丙烯酸丁酯、18份甲基丙烯酸甲酯、34份丙烯酸、7份苯乙烯、3份丙烯酸羟丁酯通过1份引发剂偶氮二异丁腈在0份溶剂乙酸乙酯中聚合而成，胶水固含量为50％；
分散剂为常州佳顺JS-8105溶剂型非硅类型体系分散剂。
将实施例1-4制备的电子封装导热单面胶带进行测试：
Figure BDA0003030309920000081
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种电子封装导热单面胶带，其特征在于：离型膜层、导热压敏胶层、基材层、底涂层。
2.根据权利要求1所述的一种电子封装导热单面胶带，其特征在于：所述导热压敏胶层包括丙烯酸压敏胶水和导热粉末。
3.根据权利要求2所述的一种电子封装导热单面胶带，其特征在于：所述导热压敏胶层组成成分如下：
Figure FDA0003030309910000011
所述丙烯酸亚敏胶水是由30-40份醋酸丁酯、20-25份丙烯酸丁酯、5-18份甲基丙烯酸甲酯、12-34份丙烯酸、2-7份苯乙烯、1-3份丙烯酸羟丁酯通过0.4-1份引发剂偶氮二异丁腈在30-40份溶剂乙酸乙酯中聚合而成，胶水固含量为40-51％；
所述分散剂为常州佳顺JS-8105溶剂型非硅类型体系分散剂；
所述导热粉末是氧化铝、氮化铝、氮化硼和石墨粉中的一种或几种；
所述溶剂为乙酸乙酯。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种电子封装导热单面胶带，其特征在于：所述离型膜层为PET离型膜。
5.根据权利要求3所述的一种电子封装导热单面胶带，其特征在于：所述导热压敏胶层厚度80-110μm。
6.根据权利要求4所述的一种电子封装导热单面胶带，其特征在于：所述基材层为厚度80-90μm的玻璃纤维布。
7.根据权利要求4所述的一种电子封装导热单面胶带，其特征在于：所述底涂层为水性丙烯酸树脂、水性聚氨酯树脂、水性聚氨酯改性丙烯酸树脂和水性聚酯树脂中的一种或几种，涂层厚度1-10μm。
8.一种电子封装导热单面胶带的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将水性底涂溶于去离子水溶剂中，得到水性底涂溶液；
2)将水性底涂溶液涂布于玻璃纤维布A面，使用烘箱烘干溶剂，涂布机机尾收卷玻璃纤维布，以做涂布导热压敏胶用；
3)将导热粉末加入到溶剂中，浸泡1-3h，使导热粉末充分润湿；
4)将分散剂用溶剂稀释后，加入丙烯酸压敏胶水中，搅拌5-10min，充分混合均匀，得到有分散剂的丙烯酸压敏胶胶水；
5)将充分润湿后的导热粉加入有分散剂的丙烯酸压敏胶水中，提高搅拌机转速，使物料混合均匀；
6)将异氰酸酯类固化剂溶于溶剂中，加入步骤5的物料内，继续搅拌混合均匀，将混合均匀的物料通过200目过滤网过滤，得到导热压敏胶胶水；
7)将导热压敏胶水静置除去气泡或真空除去气泡后，涂布于离型膜层上，通过烘箱烘干多余的溶剂，得到导热压敏胶裸胶；
8)将步骤7)中离型膜层上的导热压敏胶通过贴合机贴合，将导热压敏胶转涂至玻璃纤维布B面上，得到导热单面胶带；
9)将导热单面胶带放置熟化室熟化。
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CN116200137A (zh) * 2022-12-30 2023-06-02 苏州赛伍应用技术股份有限公司 一种导热排气胶带及其制备方法

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