TWM556055U - 軟性背膠銅箔基板 - Google Patents

Description

軟性背膠銅箔基板

本創作係關於軟性印刷電路板壓合用之軟性背膠銅箔基板，尤係關於一種具有高散熱效率的軟性背膠銅箔基板。

隨著全球環保的意識抬頭，節能省電已成為當今的趨勢。LED產業是近年來最受矚目的產業之一。發展至今，LED產品已具有節能、省電、高效率、回應時間快、壽命週期長及不含汞，具有環保效益等優點。然而，LED高功率產品的輸入功率只有約20%能被轉換成光，剩下80%的電能均轉換為熱能。

一般而言，LED發光時所產生的熱能若無法匯出，將會使LED燈面溫度過高，進而影響產品生命週期、發光效率和穩定性等。

傳統的散熱材料由於需要考慮絕緣特性，用於黏合銅箔層的膠的厚度需要做到60至120μm方能達到絕緣要求，因此產品的總厚度很大，導致散熱效果不理想。若採用摻雜有散熱粉體的熱固性聚醯亞胺(TPI，Thermosetting Polyimide)的散熱結構，雖然可以將產品厚度降低也能滿足絕緣特性的要求，但由於加工TPI時需要高溫烘烤熟化(烘烤溫度大於350℃)，才能使其交聯固化，因為烘烤時 烘箱有一定的容量，所以需要將大的母卷剪裁成小的子卷才能進行烘烤固化，反而增加裁剪工序，導致成本升高。此外，採用TPI還具有無法連續生產，致使效率降低，不適合大規模生產應用之缺點。

因此，如何開發具有良好抗電壓擊穿、散熱性能佳、薄化整體厚度，並可通過簡化的製程製作的高散熱金屬基材，成為亟待解決的課題。

本創作主要解決的技術問題是提供一種具有高散熱效率的軟性背膠銅箔(FRCC，Flexible Resin Coated Copper)基材，本創作不但具有良好的抗電壓擊穿性、優異的散熱性和較高的透明度，而且可薄化產品整體厚度，提高該產品的競爭力。另外，本創作的製作過程簡單，不需要高溫烘乾、熟化，不需要將母卷裁剪成子卷，實現大米數生產，減少工序和工時，進而減少能耗，降低生產成本，而且製程良率高。

為解決上述技術問題，本創作提供一種具有高散熱效率的軟性背膠銅箔基板，包括：銅箔層，其厚度為1至105μm；第一半固化黏著層，係形成於該銅箔層上，且該第一半固化黏著層的厚度為5至30μm；5至50μm厚之絕緣聚合物層，係形成於該第一半固化黏著層上，使該第一半固化黏著層夾置於該銅箔層與絕緣聚合物層之間，且該絕緣聚合物層具有第一散熱粉體；以及5至30μm厚之第二半固化黏著層，係形成於該絕緣聚合物層上，使該絕 緣聚合物層夾置於該第一半固化黏著層與第二半固化黏著層之間。

於一具體實施態樣中，所述銅箔層的厚度為9至70μm，所述第一半固化黏著層的厚度為5至30μm；所述絕緣聚合物層的厚度為5至25μm；以及所述第二半固化黏著層的厚度為5至20μm。

於一具體實施態樣中，所述絕緣聚合物層由頂子層和底子層構成，所述頂子層與所述第二半固化黏著層黏接且所述底子層與所述第一半固化黏著層黏接，所述頂子層和所述底子層的至少一者具有所述第一散熱粉體。

於一具體實施態樣中，所述銅箔層的表面粗糙度Rz值為0.4至4.0μm，且所述銅箔層為壓延銅箔層或電解銅箔層。

於一具體實施態樣中，所述第一半固化黏著層和所述第二半固化黏著層的至少一者為均勻分散有第二散熱粉體的導熱黏著層。

於一具體實施態樣中，所述軟性背膠銅箔基板進一步包括離型層，係貼合於所述第二半固化黏著層的表面。

於一具體實施態樣中，所述銅箔層、所述第一半固化黏著層、所述絕緣聚合物層和所述第二半固化黏著層組成的疊構的導熱係數為0.5至1.0W/(m‧K)。

於另一具體實施態樣中，所述絕緣聚合物層係下述兩種結構中的一種：一、所述底子層為均勻分散有第一散熱粉體的散熱絕 緣聚合物層，所述頂子層的厚度小於所述底子層的厚度； 二、所述頂子層為均勻分散有第一散熱粉體的散熱絕緣聚合物層，所述底子層的厚度小於所述頂子層的厚度。

於一具體實施態樣中，所述第一散熱粉體和所述第二散熱粉體係獨立選自碳化矽、氮化硼、氧化鋁和氮化鋁所組成群組之至少一種。

於一具體實施態樣中，所述絕緣聚合物層為聚醯亞胺層。

於又一具體實施態樣中，以重量百分比計，所述絕緣聚合物層中的第一散熱粉體占所述絕緣聚合物層固含量的10%至80%，所述導熱黏著層中的第二散熱粉體占所述導熱黏著層固含量的10%至80%。

所述第一半固化黏著層和所述第二半固化黏著層皆包括樹脂，所述樹脂可為環氧樹脂、丙烯酸系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、矽橡膠系樹脂、聚對環二甲苯系樹脂、雙馬來醯亞胺系樹脂和聚醯亞胺樹脂所組成群組的至少一種。

根據本創作之軟性背膠銅箔基板，至少具有以下優點：一、由於絕緣聚合物層具有散熱粉體，因此本創作的軟性背膠銅箔基板具有良好的散熱性。本創作的絕緣聚合物層是由頂子層和底子層構成的複合層時，所述頂子層和底子層之至少一者為散熱粉體層，絕緣聚合物層的上述結構能夠使絕緣聚合物層具有絕緣性和散熱效果，使產品厚 度整體薄化，提升散熱效率和抗電壓擊穿效果；二、於本創作之軟性背膠銅箔基板的製作步驟中，在銅箔層上依次塗佈第一半固化黏著層、絕緣聚合物層、第二半固化黏著層，每一層塗佈後即刻成半固化狀態(即B-stage狀態，此時黏著層分子與分子之間化學鍵不多，在高溫高壓下還會軟化)，然後壓合離型層用於下游產業。相較於傳統的TPI散熱產品，製作過程中需要將母卷裁剪成子卷後放入烘箱，高溫烘烤交聯固化，於下游產業使用時需要剝離離型層，然後壓合金屬層後再高溫烘烤固化一次，本創作的半固化黏著層和絕緣聚合物層，每層在塗佈後即刻成半固化狀態，不需要將母卷裁剪成子卷後高溫烘烤固化，因不需要裁剪，故可連續大米數生產成大的母卷，進而減少工序，降低成本。此外，於下游產業使用時，剝離離型層後可以直接搭配壓合金屬層然後高溫烘烤交聯固化，整個過程只需要高溫壓合交聯固化一次，提高製程良率，降低損耗，提高效率和產品競爭力；三、本創作採用之銅箔層之粗糙度為0.4至4.0μm，訊號傳輸過程中具有集膚效應(Skin Effect)，由於銅箔表面粗糙度較低，結晶細膩，表面平坦性較佳，因而訊號能實現高速傳輸，可減少訊號傳輸過程中的損耗，進一步提高訊號傳輸品質，完全能勝任可撓性印刷電路板(FPC，Flexible Printed Circuit)高頻高速化、散熱導熱快速化以及生產成本最低化發展的需要；四、本創作的絕緣聚合物層為聚醯亞胺層時，具有低 吸水率，吸水後性能穩定，具有較佳的電氣性能。

100‧‧‧銅箔層

200‧‧‧第一半固化黏著層

300‧‧‧絕緣聚合物層

301‧‧‧頂子層

302‧‧‧底子層

400‧‧‧第二半固化黏著層

500‧‧‧離型層

600‧‧‧金屬層

第1圖係本創作之軟性背膠銅箔基板的結構示意圖；以及第2圖係本創作軟性背膠銅箔基板於下游產業壓合金屬層後的結構示意圖。

以下通過特定的具體實施例說明本創作的具體實施方式，本領域具有通常知識者可由本說明書所揭示的內容輕易地瞭解本創作的優點及功效。本創作也可以其它不同的方式予以實施，亦即在不背離本創作所揭示的範疇下，能給予不同的修飾與改變。

須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本創作可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本創作所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本創作所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如「上」、「第一」、「第二」及「一」等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本創作可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本創作可實施之範疇。

如第1圖所示，本創作之具有高散熱效率的軟性背膠 銅箔基板包括銅箔層100、第一半固化黏著層200、絕緣聚合物層300和第二半固化黏著層400；所述第一半固化黏著層200形成於所述銅箔層100的上方，所述絕緣聚合物層300形成於所述第一半固化黏著層200的上方，所述第二半固化黏著層400形成於所述絕緣聚合物層300的上方，此外，所述絕緣聚合物層300內具有第一散熱粉體。

根據本創作之軟性背膠銅箔基板，所述銅箔層100的厚度為1至105μm；所述第一半固化黏著層200的厚度為5至30μm；所述絕緣聚合物層300的厚度為5至50μm；所述第二半固化黏著層400的厚度為5至30μm。

較佳地，所述銅箔層的厚度為9至70μm；所述第一半固化黏著層的厚度為5至30μm；所述絕緣聚合物層的厚度為5至25μm；所述第二半固化黏著層的厚度為5至20μm。

於第1圖所示之具體實施態樣中，所述絕緣聚合物層300由頂子層301和底子層302構成，所述頂子層301與所述第二半固化黏著層400黏接且所述底子層302與所述第一半固化黏著層200黏接，所述頂子層和所述底子層的至少一者具有所述第一散熱粉體。

所述銅箔層100的表面粗糙度Rz值為0.4至4.0μm，且所述銅箔層100為壓延銅箔層或電解銅箔層。

所述第一半固化黏著層200和所述第二半固化黏著層400的至少一者為均勻分散有第二散熱粉體的導熱黏著層。

本創作之軟性背膠銅箔基板可進一步包括離型層500，所述離型層500貼合於所述第二半固化黏著層400的表面。

整體而言，所述銅箔層100、所述第一半固化黏著層200、所述絕緣聚合物層300和所述第二半固化黏著層400組成的疊構的導熱係數為0.5至1.0W/(m‧K)。

此外，於一具體實施態樣中，所述絕緣聚合物層300是下述兩種結構中的一種：一、所述底子層為均勻分散有第一散熱粉體的散熱絕緣聚合物層，所述頂子層的厚度小於所述底子層的厚度；二、所述頂子層為均勻分散有第一散熱粉體的散熱絕緣聚合物層，所述底子層的厚度小於所述頂子層的厚度。

本創作之軟性背膠銅箔基板係按如下步驟製備：

步驟一、將所述第一半固化黏著層塗佈於所述銅箔層的一面，塗佈溫度60至180℃，自然冷卻乾燥時間為5至30秒，使所述第一半固化黏著層成半聚合半固化狀態；

步驟二、在所述第一半固化黏著層的上表面塗佈所述絕緣聚合物層的底子層，塗佈溫度60至180℃，自然冷卻乾燥時間為5至30秒，使所述絕緣聚合物層的底子層成半聚合半固化狀態；

步驟三、在所述絕緣聚合物層的底子層的上表面塗佈所述絕緣聚合物層的頂子層，塗佈溫度60至180℃，自然冷卻乾燥時間為5至30秒，使所述絕緣聚合物層的頂子層成半聚合半固化狀態；

步驟四、在所述絕緣聚合物層的上表面塗佈第二半固化黏著層，塗佈溫度60至180℃，自然冷卻乾燥時間為5至30秒，使所述第二半固化黏著層成半聚合半固化狀態，連續收卷，生成大米數母卷。

步驟五、在第二半固化黏著層的表面貼合一層金屬層，對此疊構進行高溫壓合，壓合溫度為50至110℃，壓合時間為1至10秒，之後在160℃溫度下烘烤20至60分鐘，製得依次由銅箔層、第一固化黏著層、絕緣聚合物層、第二固化黏著層和金屬層構成的金屬基板，其中的所述金屬層為銅箔層或鋁箔層。

所述第一散熱粉體和所述第二散熱粉體係獨立選自碳化矽、氮化硼、氧化鋁和氮化鋁所組成群組的至少一種。

於一具體實施態樣中，所述絕緣聚合物層300為聚醯亞胺層。

以重量百分比計，所述絕緣聚合物層中的第一散熱粉體占所述絕緣聚合物層固含量的10%至80%，所述導熱黏著層中的第二散熱粉體占所述導熱黏著層固含量的10%至80%。

所述第一半固化黏著層和所述第二半固化黏著層皆包括樹脂，所述樹脂可為環氧樹脂、丙烯酸系樹脂、胺基甲酸酯系樹脂、矽橡膠系樹脂、聚對環二甲苯系樹脂、雙馬來醯亞胺系樹脂和聚醯亞胺樹脂所組成群組之至少一種。

測試方法：根據表1及2的配方和前述的步驟所製得本創作之軟性背膠銅箔基板，並依據ASTM D5470標準方 法測量導熱係數，以及依據JIS C 2110標準方法測量擊穿電壓。

實施例1至5為本創作的具有高散熱效率的軟性背膠銅箔基板，本創作的軟性背膠銅箔基板的測試結果紀錄於下表2中。

比較例的銅箔基板的配方係紀錄於表1，且該銅箔基板係依前述的步驟製得，其差異僅在不含絕緣聚合物層。該銅箔基板的測試結果紀錄於下表2中。

由表2可知，本創作軟性背膠銅箔基板具有良好的抗電壓擊穿性和優異的散熱性，而且可薄化產品整體厚度，提高產品的競爭力。

以上所述僅為本創作的實施例，並非因此限制本創作的專利範圍，凡是利用本創作說明書及附圖內容所作的等效結構，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本創作的專利保護範圍內。

100‧‧‧銅箔層

200‧‧‧第一半固化黏著層

300‧‧‧絕緣聚合物層

301‧‧‧頂子層

302‧‧‧底子層

400‧‧‧第二半固化黏著層

500‧‧‧離型層

Claims (10)

1. 一種軟性背膠銅箔基板，包括：銅箔層，其厚度為1至105μm；第一半固化黏著層，係形成於該銅箔層上，且該第一半固化黏著層的厚度為5至30μm；5至50μm厚之絕緣聚合物層，係形成於該第一半固化黏著層上，使該第一半固化黏著層夾置於該銅箔層與絕緣聚合物層之間，且該絕緣聚合物層具有第一散熱粉體；以及5至30μm厚之第二半固化黏著層，係形成於該絕緣聚合物層上，使該絕緣聚合物層夾置於該第一半固化黏著層與第二半固化黏著層之間。
2. 如申請專利範圍第1項所述之軟性背膠銅箔基板，其中，該絕緣聚合物層係由頂子層和底子層構成，該頂子層與該第二半固化黏著層黏接，該底子層與該第一半固化黏著層黏接，且該頂子層和底子層的至少一者具有該第一散熱粉體。
3. 如申請專利範圍第1項所述之軟性背膠銅箔基板，其中，該銅箔層的表面粗糙度Rz值為0.4至4.0μm，且所述銅箔層為壓延銅箔層或電解銅箔層。
4. 如申請專利範圍第1項所述之軟性背膠銅箔基板，其中，該第一半固化黏著層和第二半固化黏著層的至少一者為分散有第二散熱粉體的導熱黏著層。
5. 如申請專利範圍第1項所述之軟性背膠銅箔基板，復包 括離型層，係貼合於該第二半固化黏著層之表面。
6. 如申請專利範圍第1項所述之軟性背膠銅箔基板，其中，該銅箔層、第一半固化黏著層、絕緣聚合物層和第二半固化黏著層組成的疊構的導熱係數為0.5至1.0W/(m‧K)。
7. 如申請專利範圍第2項所述之軟性背膠銅箔基板，其中，該底子層包含第一散熱粉體，且該頂子層之厚度小於該底子層之厚度。
8. 如申請專利範圍第2項所述之軟性背膠銅箔基板，其中，該頂子層包含第一散熱粉體，且該底子層之厚度小於該頂子層之厚度。
9. 如申請專利範圍第7或8項所述之軟性背膠銅箔基板，其中，該第一散熱粉體係選自碳化矽、氮化硼、氧化鋁和氮化鋁所組成群組之至少一種。
10. 如申請專利範圍第4項所述之軟性背膠銅箔基板，其中，該第二散熱粉體係選自碳化矽、氮化硼、氧化鋁和氮化鋁所組成群組之至少一種。