CN113214744A - 一种无基材导热胶带 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无基材导热胶带，包括第一离型层、胶粘剂层和第二离型层，所述胶粘剂层设置在第一离型层与第二离型层之间，所述胶粘剂层为丙烯酸酯类压敏胶，本发明中的丙烯酸酯类压敏胶前期涂布性更好，更易制得表面平整性好的薄型无基材导热胶带，更适用于结构狭小的电子元器件散导热量，该导热胶带性能上更加稳定，反应更加充分，内聚力更好，在日常使用中更加稳定，该导热胶带工艺简单，结构更加稳定。

Description

一种无基材导热胶带

技术领域

本发明涉及胶带技术领域，尤其涉及一种无基材导热胶带。

背景技术

随着近年来电子产品效能的不断提高以及体积的不断缩小，因此散热的需要与日俱增。对于有苛刻体积要求的电子产品内部，通常无法设计使用小型的散热鳍片或风扇来导出热量，而高强度的工作频率下，电子元器件产生的热量迅速增加，加之无法及时有效的导出，往往会加速电子元器件的老化，减少其使用寿命。尤其是手机、pad等移动电子设备中的Soc，巨大的发热量不仅影响设备本身运行的稳定性，同时会导致Soc主动降低频率运行进而导致使用体验极差。此外，在LED显示行业，随着屏幕尺寸的逐渐加大，分辨率逐渐提高，其内部LED发光管数量成百上千倍的增加，所有LED所产生的热量也成几何倍数的增加。巨大的热量必然影响LED的显色标准及稳定性。因此，这些对尺寸有很高要求的应用场景都会用到具有一定粘性的导热胶带。

目前市场上常见的压敏型导热胶带一般有丙烯酸酯和硅胶两大类。其中受限于硅元素带有半导体的属性，因此常用于塑胶类的表面粘接。而一般电子元器件内部都以金属类材质为主，且相互间需要有优异的耐击穿电压性能，因此一般都需要丙烯酸酯类的导热胶带。同时受限于电子产品内部尺寸狭小的问题，无法采用较厚的有基材导热胶带，而且导热胶带本身更要表面平整，导热粒子分散均匀，与发热体有良好的接触面能有效的传导热量。但是目前市面上现有的薄型无基材导热胶带一般都存在导热率低（导热系数K＜0.4W/mK），粘接性能不佳，内聚力差等问题。这样的普通薄型无基材导热胶带往往无法满足客户的实际使用需求。如果贸然使用，可能轻者导致电子元器件内部热量无法及时导出导致的性能下降和产品劣化，重者胶带脱落导致产品功能报废。

因此针对现有的薄型无基材导热胶带存在的问题，急需一款导热系数高，粘接性能优良，内聚力优异的薄型无基材导热胶带。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种无基材导热胶带，以解决现有技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种无基材导热胶带，包括第一离型层、胶粘剂层和第二离型层，所述胶粘剂层设置在第一离型层与第二离型层之间，所述胶粘剂层为丙烯酸酯类压敏胶。

优选的，所述丙烯酸酯类压敏胶其制备原料包括100重量份丙烯酸酯压敏胶粘剂、0.1-1.0重量份固化剂、100-500重量份导热粒子、0.1-1重量份分散助剂和20-80重量份有机溶剂。

优选的，所述丙烯酸酯压敏胶粘剂由至少一种高粘型丙烯酸酯类压敏胶组成。

优选的，所述高粘型丙烯酸酯类压敏胶在25μm厚度下搭配25μm厚度的PET膜的粘着力≥1000g/25mm，所述高粘型丙烯酸酯类压敏胶固含量≥40%。

优选的，所述导热粒子包括α- Al2O3粉体微粒、Al(OH)3粉体微粒和AlN粉体微粒中的一种或多种，所述α- Al2O3粉体微粒中Al2O3含量＞99.5%，Fe2O3含量≤0.1%，SiO2含量≤0.1%，Na2O含量≤0.1%；所述Al(OH)3粉体微粒中Al(OH)3含量＞99.5%，Fe2O3含量≤0.05%，SiO2含量≤0.05%，Na2O含量≤0.2%，所述AlN粉体微粒中AlN含量＞99.0%，氧含量＜1%，金属杂质总含量＜500ppm，非金属杂质总含量＜0.1%。

优选的，所述第一离型层和第二离型层为PE离型膜、PET离型膜、OPP离型膜、PVC离型膜、PS隔离膜、PMMA离型膜、TPX离型膜、PTFE离型膜、特氟龙离型薄膜、复合式离型膜、格拉辛离型纸、PEK离型纸、CCK离型纸、SCK离型纸中的一种。

优选的，所述第一离型层和第二离型层为PET离型膜或CCK离型纸。

优选的，所述导热粒子中α- Al2O3粉体微粒含量占比≥60%，Al(OH)3粉体微粒含量占比≤40%，AlN粉体微粒含量的占比≤5%。

优选的，所述分散助剂包括硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂和表面活性剂中的一种或多种。

优选的，所述有机溶剂包括乙酸乙酯、乙醇、异丙醇、甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、DMF中的一种或多种。

本发明的优点在于：

1.本发明中的丙烯酸酯类压敏胶前期涂布性更好，更易制得表面平整性好的薄型无基材导热胶带，更适用于结构狭小的电子元器件散导热量；

2.该导热胶带性能上更加稳定，反应更加充分，内聚力更好，在日常使用中更加稳定；

3.该导热胶带工艺简单，结构更加稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行论述，显然，在结合附图进行描述的技术方案仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。

图1是本发明结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中所述的实施例，本领域普通技术人员在不需要创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都在本发明所保护的范围内。

如图1所示，一种无基材导热胶带，包括第一离型层、胶粘剂层和第二离型层，所述胶粘剂层设置在第一离型层与第二离型层之间，所述胶粘剂层为丙烯酸酯类压敏胶，所述丙烯酸酯类压敏胶其制备原料包括100重量份丙烯酸酯压敏胶粘剂、0.1-1.0重量份固化剂、100-500重量份导热粒子、0.1-1重量份分散助剂和20-80重量份有机溶剂，所述丙烯酸酯压敏胶粘剂由至少一种高粘型丙烯酸酯类压敏胶组成，所述高粘型丙烯酸酯类压敏胶在25μm厚度下搭配25μm厚度的PET膜的粘着力≥1000g/25mm，所述高粘型丙烯酸酯类压敏胶固含量≥40%，所述导热粒子包括α- Al2O3粉体微粒、Al(OH)3粉体微粒和AlN粉体微粒中的一种或多种，所述α- Al2O3粉体微粒中Al2O3含量＞99.5%，Fe2O3含量≤0.1%，SiO2含量≤0.1%，Na2O含量≤0.1%；所述Al(OH)3粉体微粒中Al(OH)3含量＞99.5%，Fe2O3含量≤0.05%，SiO2含量≤0.05%，Na2O含量≤0.2%，所述AlN粉体微粒中AlN含量＞99.0%，氧含量＜1%，金属杂质总含量＜500ppm，非金属杂质总含量＜0.1%，所述第一离型层和第二离型层为PE离型膜、PET离型膜、OPP离型膜、PVC离型膜、PS隔离膜、PMMA离型膜、TPX离型膜、PTFE离型膜、特氟龙离型薄膜、复合式离型膜、格拉辛离型纸、PEK离型纸、CCK离型纸、SCK离型纸中的一种；其中，第一离型层和第二离型层采用PET离型膜或CCK离型纸性能最佳，所述导热粒子中α- Al2O3粉体微粒含量占比≥60%，Al(OH)3粉体微粒含量占比≤40%，AlN粉体微粒含量的占比≤5%，所述分散助剂包括硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂和表面活性剂中的一种或多种，所述有机溶剂包括乙酸乙酯、乙醇、异丙醇、甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、DMF中的一种或多种。

制造工艺步骤如下：

步骤一：将胶粘剂用有机溶剂稀释后添加固化剂进行充分搅拌，然后依次逐步添加导热粒子和分散助剂进行均匀分散后用200目滤网进行过滤后制成丙烯酸酯类压敏胶；

步骤二：将配合好的丙烯酸酯类压敏胶用逗号刮刀涂布或狭缝涂布涂布于第二离型层上，经烘箱干燥后贴合第一离型膜层收卷，制得薄型无基材导热胶带；

步骤三：将制得的卷品置于一定温度下进行熟化后测试胶带的粘接性能和导热性能，包括粘着力，静态持粘力和导热系数。

实施例1：

丙烯酸酯类压敏胶其制备采用：100重量份高粘型丙烯酸酯类压敏胶，0.1重量份固化剂，30重量份有机溶剂，100重量份导热粒子，其中，中位径d50在5μm的Al2O3为80重量份、d50在40μm的Al2O3为15重量份、d50在2μm的AlN为5重量份，加上0.5重量份的硅烷偶联剂，经上述工艺后制成干胶250μm厚的薄型无基材导热胶带，收卷得到的产品置于一定温度下熟化。

实施例2：

丙烯酸酯类压敏胶其制备原料采用：100重量份高粘型丙烯酸酯类压敏胶，0.5重量份固化剂，40重量份有机溶剂，100重量份中位径d50在5μm的Al2O3导热粒子，加上0.5重量份的钛酸酯偶联剂，经上述工艺后制成干胶250μm厚的薄型无基材导热胶带，收卷得到的产品置于一定温度下熟化。

实施例3：

丙烯酸酯类压敏胶其制备采用：100重量份高粘型丙烯酸酯类压敏胶，0.5重量份固化剂，50重量份有机溶剂，250重量份导热粒子，其中中位径d50在5μm的Al2O3为150重量份、d50在40μm的Al2O3为50重量份、d50在10μm的Al(OH)3为50重量份，加上1重量份的表面活性剂，经上述工艺后制成干胶250μm厚的薄型无基材导热胶带，收卷得到的产品置于一定温度下熟化。

实施例4：

丙烯酸酯类压敏胶其制备采用：100重量份高粘型丙烯酸酯类压敏胶，1重量份固化剂，70重量份有机溶剂，350重量份导热粒子，其中中位径d50在5μm的Al2O3为200重量份、d50在10μm的Al(OH)3为100重量份、d50在30μm的Al(OH)3为40重量份、d50在2μm的AlN为5重量份、d50在5μm的AlN为5重量份，加上1重量份的硅烷偶联剂，经上述工艺后制成干胶250μm厚的薄型无基材导热胶带，收卷得到的产品置于一定温度下熟化。

实施例5：

丙烯酸酯类压敏胶其制备采用：100重量份高粘型丙烯酸酯类压敏胶，0.5重量份固化剂，80重量份有机溶剂，500重量份导热粒子，其中中位径d50在5μm的Al2O3为300重量份、d50在10μm的Al(OH)3为200重量份，加上1重量份的钛酸酯偶联剂，经上述工艺后制成干胶250μm厚的薄型无基材导热胶带，收卷得到的产品置于一定温度下熟化。

对比例1：

丙烯酸酯类压敏胶其制备采用：100重量份高粘型丙烯酸酯类压敏胶，0.5重量份固化剂，40重量份有机溶剂，70重量份中位径d50在5μm的Al2O3导热粒子，加上0.5重量份的钛酸酯偶联剂，经上述工艺后制成干胶250μm厚的薄型无基材导热胶带，收卷得到的产品置于一定温度下熟化。

对比例2：

丙烯酸酯类压敏胶其制备采用：100重量份高粘型丙烯酸酯类压敏胶，1重量份固化剂，70重量份有机溶剂，520重量份导热粒子，其中中位径d50在5μm的Al2O3为300重量份、d50在10μm的Al(OH)3为100重量份、d50在30μm的Al(OH)3为100重量份、d50在2μm的AlN为10重量份、d50在5μm的AlN为10重量份，加上1重量份的硅烷偶联剂，经上述工艺后制成干胶250μm厚的薄型无基材导热胶带，收卷得到的产品置于一定温度下熟化。

以上实施例及比较例中，各组分、材料的比例详见表1，使用该组分比例丙烯酸酯类压敏胶制备的导热胶带性能详见表2；

各性能测试方法如下：

1、粘着力测试标准为23℃，50%RH条件下，180°剥离，300mm/min的速度。

2、静态持粘力测试标准为对应温度下贴附SUS304，20cm*20cm，180°方向负重1kg，计时观察胶带滑动位移。

3、导热系数测试标准为ASTM D5470。

4、击穿电压测试标准为ASTM D149-20。

表1. 丙烯酸酯类压敏胶配方及基材层：

表2.使用上述丙烯酸酯类压敏胶配方及基材层的保护膜性能：

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。本发明的范围由所附权利要求进行限定，而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种无基材导热胶带，其特征在于，包括第一离型层、胶粘剂层和第二离型层，所述胶粘剂层设置在第一离型层与第二离型层之间，所述胶粘剂层为丙烯酸酯类压敏胶。

2.根据权利要求1所述的一种无基材导热胶带，其特征在于，所述丙烯酸酯类压敏胶其制备原料包括100重量份丙烯酸酯压敏胶粘剂、0.1-1.0重量份固化剂、100-500重量份导热粒子、0.1-1重量份分散助剂和20-80重量份有机溶剂。

3.根据权利要求2所述的一种无基材导热胶带，其特征在于，所述丙烯酸酯压敏胶粘剂由至少一种高粘型丙烯酸酯类压敏胶组成。

4.根据权利要求3所述的一种无基材导热胶带，其特征在于，所述高粘型丙烯酸酯类压敏胶在25μm厚度下搭配25μm厚度的PET膜的粘着力≥1000g/25mm，所述高粘型丙烯酸酯类压敏胶固含量≥40%。

5.根据权利要求4所述的一种无基材导热胶带，其特征在于，所述导热粒子包括α-Al2O3粉体微粒、Al(OH)3粉体微粒和AlN粉体微粒中的一种或多种，所述α- Al2O3粉体微粒中Al2O3含量＞99.5%，Fe2O3含量≤0.1%，SiO2含量≤0.1%，Na2O含量≤0.1%；所述Al(OH)3粉体微粒中Al(OH)3含量＞99.5%，Fe2O3含量≤0.05%，SiO2含量≤0.05%，Na2O含量≤0.2%，所述AlN粉体微粒中AlN含量＞99.0%，氧含量＜1%，金属杂质总含量＜500ppm，非金属杂质总含量＜0.1%。

6.根据权利要求5所述的一种无基材导热胶带，其特征在于，所述第一离型层和第二离型层为PE离型膜、PET离型膜、OPP离型膜、PVC离型膜、PS隔离膜、PMMA离型膜、TPX离型膜、PTFE离型膜、特氟龙离型薄膜、复合式离型膜、格拉辛离型纸、PEK离型纸、CCK离型纸、SCK离型纸中的一种。

7.根据权利要求5所述的一种无基材导热胶带，其特征在于，所述第一离型层和第二离型层为PET离型膜或CCK离型纸。

8.根据权利要求6或7所述的一种无基材导热胶带，其特征在于，所述导热粒子中α-Al2O3粉体微粒含量占比≥60%，Al(OH)3粉体微粒含量占比≤40%，AlN粉体微粒含量的占比≤5%。

9.根据权利要求9所述的一种无基材导热胶带，其特征在于，所述分散助剂包括硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂和表面活性剂中的一种或多种。

10.根据权利要求10所述的一种无基材导热胶带，其特征在于，所述有机溶剂包括乙酸乙酯、乙醇、异丙醇、甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、DMF中的一种或多种。

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