CN102469685A - 导热双面软硬结合基板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导热双面软硬结合基板，包括铜箔层、铝板、绝缘导热聚合物层和粘着层，绝缘导热聚合物层固定贴置于粘着层两侧，铜箔层固定贴置于绝缘导热聚合物层两外侧面，铝板固定设置于粘着层的内部，铝板表面面积小于粘着层表面面积，绝缘导热聚合物层包括固体材料和散热粉体，粘着层包括树脂层和散热粉体，其制作方法为：在铜箔层的粗糙面涂布绝缘导热聚合物，并加以烘干；接着用涂布和转印法之一将粘着层形成于绝缘导热聚合物层表面，并使粘着层为半聚合半硬化状态；然后，在铝板两侧贴上有单面铜箔基板的粘着层，两粘着层之间无铝板部位直接对贴，最后加热固化，本发明散热效率高，绝缘耐抗电压击穿，解决了不同平面的线路设计的困扰。

Description

导热双面软硬结合基板及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种用于LED等散热产品上的导热基板及其制作方法，尤其涉及一种具有高散热效率的导热双面软硬结合基板及其制作方法。

背景技术

随着全球环保的意识抬头，节能省电已成为当今的趋势。LED产业是近年来最受瞩目的产业之一。发展至今，LED产品已具有节能、省电、高效率、反应时间快、寿命周期长、且不含汞，具有环保效益等优点。然而通常LED高功率产品输入功率约为20％能转换成光，剩下80％的电能均转换为热能。

一般而言，LED发光时所产生的热能若无法导出，将会使LED结面温度过高，进而影响产品生命周期、发光效率、稳定性。

其次，在设计线路时，由于需要散热金属材料，如铝板，材质较硬，不具有挠曲的功能，限制了电路设计的范畴，无法设计不同平面的产品。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种导热双面软硬结合基板及其制作方法，该导热双面软硬结合基板散热效率高、能挠曲，拓宽了电路设计的范畴，可有效的设计不同平面的产品。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种导热双面软硬结合基板，包括铜箔层、铝板、绝缘导热聚合物层和粘着层，所述绝缘导热聚合物层固定贴置于粘着层两侧，铜箔层固定贴置于绝缘导热聚合物层两外侧面，铝板固定设置于粘着层的内部，所述铝板表面面积小于粘着层表面面积，所述绝缘导热聚合物层包括固体材料和散热粉体，粘着层包括树脂层和散热粉体，当然绝缘导热聚合物层除了固体的材料和散热粉体外还可包括促进剂和催化剂等，粘着层除了树脂层和散热粉体还可以包括橡胶、固化剂、奈米填充料等，由于所述聚合物层和粘着剂层中含有散热粉体，散热粉体提高散热效果，所以本发明具有较好的散热效果。

本发明的进一步技术方案是：

为了维持本发明柔性高导热基板的特性以应用于LED等散热产品，并能有效控制成本，本发明将所述粘着层的厚度控制为5～30微米，优选20～25微米，将所述绝缘导热聚合物层的厚度控制为5～8微米。

所述粘着层的树脂层所用材料为环氧树脂、丙烯酸系树脂、胺基甲酸酯系树脂、硅橡胶系树脂、聚对环二甲苯系树脂、双马来酰亚胺系树脂和聚酰亚胺树脂中的至少一种。

以重量百分比计，所述散热粉体占所述粘着层固含量的40～90％。

所述散热粉体为碳化硅、氮化硼、氧化铝和氮化铝中的至少一种。

所述散热粉体的平均粒径在5～20微米。

所述铜箔层为电解或者压延铜中的一种，使用该铜箔层可以在柔性散热基板上形成高散热的电路层，铜箔层的厚度优选的是16～35微米。

所述铝板的厚度为0.3～1毫米。

所述绝缘导热聚合物层的固体材料为聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚苯胺(polyaniline，PAn)、聚萘二甲酸乙二酯(PolyethyleneNaphthalate，PEN)、环氧树脂和聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)中的至少一种，优选的是聚酰亚胺和聚对苯二甲酸乙二酯中的至少一种，使用该绝缘导热聚合物层后对柔性高的散热基板的抗电击穿和机械强度都有明显的提高。

所述本发明通过控制绝缘导热聚合物层的厚度和粘着层的厚度，达到控制散热效果和耐击穿电压的目的。

所述的导热双面软硬结合基板制作方法如下：

步骤一：在铜箔层的粗糙面涂布绝缘导热聚合物，并加以烘干形成导热绝缘聚合物层后得到单面铜箔基板；

步骤二：用涂布和转印法中的一种将粘着层形成于绝缘导热聚合物层表面上，并使粘着层处于半聚合半硬化状态；

步骤三：在铝板两侧贴合上具有单面铜箔基板的粘着层，其中两具有单面铜箔基板的粘着层之间无铝板部位直接对贴。

步骤四：将贴合后之基板进行按一定的加热条件进行固化。

本发明的有益效果是：本发明的导热双面软硬结合基板依次由铜箔层、聚合物层、粘着层和铝板构成，由简便方法制得，可以根据需要调整粘着层与聚合物层的厚度，使本发明的柔性高散热基板导热双面软硬结合基板符合高热传导效率，高耐击穿电压的特性。

附图说明

图1为本发明剖面结构示意图。

具体实施方式

实施例：一种导热双面软硬结合基板，包括铜箔层11、铝板14、绝缘导热聚合物层12和粘着层13，所述绝缘导热聚合物层12固定贴置于粘着层13两侧，铜箔层11固定贴置于绝缘导热聚合物层12两外侧面，铝板14固定设置于粘着层13的内部，所述铝板14表面面积小于粘着层13表面面积，所述绝缘导热聚合物层12包括固体材料和散热粉体，粘着层13包括树脂层和散热粉体，当然绝缘导热聚合物层除了固体的材料和散热粉体外还可包括促进剂，催化剂等，粘着层除了树脂层和散热粉体还可以包括橡胶、固化剂、奈米填充料等，由于所述聚合物层和粘着剂层中含有散热粉体，散热粉体提高散热效果，所以本发明具有较好的散热效果。

为了维持本发明导热双面软硬结合基板的特性以应用于LED电路板，并能有效控制成本，本发明将所述粘着层的厚度控制为5～30微米，优选20～25微米，将所述绝缘导热聚合物层的厚度控制为5～8微米。

所述粘着层的树脂层所用材料为环氧树脂、丙烯酸系树脂、胺基甲酸酯系树脂、硅橡胶系树脂、聚对环二甲苯系树脂、双马来酰亚胺系树脂和聚酰亚胺树脂中的至少一种。

所述散热粉体为碳化硅、氮化硼、氧化铝和氮化铝中的至少一种。以重量百分比计，所述粘着层的散热粉体占所述粘着层固含量的40～90％。

所述散热粉体的平均粒径在5～20微米。

所述铜箔层所使用的铜箔为压延铜箔(RA铜箔)和高温高屈曲铜箔(HA铜箔)中的一种，铜箔层的厚度优选的是16～35微米。

所述铝板的厚度为0.3～1毫米。

本发明所使用的绝缘导热聚合物层的固体材料为聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚苯胺(polyaniline，PAn)、聚萘二甲酸乙二酯(Polyethylene Naphthalate，PEN)、环氧树脂和聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)中的至少一种，优选的是聚酰亚胺和聚对苯二甲酸乙二酯中的至少一种，进一步优选的是使用不含卤素的热固性聚酰亚胺材料，更优选的是使用具有自粘性且不含卤素的热固性聚酰亚胺材料。

所述的导热双面软硬结合基板制作方法如下：

步骤一：在铜箔层的粗糙面涂布绝缘导热聚合物，并加以烘干形成导热绝缘聚合物层后得到单面铜箔基板；

步骤二：用涂布和转印法中的一种将粘着层形成于绝缘导热聚合物层表面上，并使粘着层处于半聚合半硬化状态(B-stage状态，此时粘着层分子与分子之间化学键不多，在高温高压下还会软化)；

步骤三：在铝板两侧贴合上具有单面铜箔基板的粘着层，其中两具有单面铜箔基板的粘着层之间无铝板部位直接对贴，达到柔软层的效果；

步骤四：将贴合后之基板进行按一定的加热条件进行固化。

本发明相对于一般的导热基板，在设计上降低了整体产品的厚度从而达到了高导热效率的作用，对导热双面软硬结合基板进行热传导分析测试，热传导的效率可以达到0.06以上，另由于增加了一层绝缘导热聚合物层，从而达到了高耐击穿电压的效果。同时一侧为柔软层，拓宽了电路设计的范畴，可有效的设计不同平面的产品。

Claims (10)

1.一种导热双面软硬结合基板，其特征在于：包括铜箔层、铝板、绝缘导热聚合物层和粘着层，所述绝缘导热聚合物层固定贴置于粘着层两侧，铜箔层固定贴置于绝缘导热聚合物层两外侧面，铝板固定设置于粘着层的内部，所述铝板表面面积小于粘着层表面面积，所述绝缘导热聚合物层包括固体材料和散热粉体，粘着层包括树脂层和散热粉体。

2.根据权利要求1所述的导热双面软硬结合基板，其特征在于：所述绝缘导热聚合物层的厚度为5～8微米，所述粘着层的厚度为5～30微米。

3.根据权利要求1所述的导热双面软硬结合基板，其特征在于：所述粘着层的树脂层的材料为环氧树脂、丙烯酸系树脂、胺基甲酸酯系树脂、硅橡胶系树脂、聚对环二甲苯系树脂、双马来酰亚胺系树脂和聚酰亚胺树脂中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的导热双面软硬结合基板，其特征在于：以重量百分比计，所述粘着层的散热粉体占所述粘着层固含量的40～90％。

5.根据权利要求1所述的导热双面软硬结合基板，其特征在于：所述散热粉体为碳化硅、氮化硼、氧化铝和氮化铝中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的导热双面软硬结合基板，其特征在于：所述散热粉体的平均粒径在5～20微米。

7.根据权利要求1所述的导热双面软硬结合基板，其特征在于：所述铜箔层为电解铜箔和压延铜箔中的一种，铜箔层的厚度为16～35微米。

8.根据权利要求1所述的导热双面软硬结合基板，其特征在于：所述铝板的厚度为0.3～1毫米。

9.根据权利要求1所述的导热双面软硬结合基板，其特征在于：所述聚合物层的固体材料为聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚苯胺、聚萘二甲酸乙二酯、环氧树脂和聚碳酸酯中的至少一种。

10.一种如权利要求1所述的导热双面软硬结合基板的制作方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤一：在铜箔层的粗糙面涂布绝缘导热聚合物，并加以烘干形成导热绝缘聚合物层后得到单面铜箔基板；

步骤二：用涂布和转印法中的一种将粘着层形成于绝缘导热聚合物层表面上，并使粘着层处于半聚合半硬化状态；

步骤三：在铝板两侧贴合上具有单面铜箔基板的粘着层，其中两具有单面铜箔基板的粘着层之间无铝板部位直接对贴。

步骤四：将贴合后之基板进行按一定的加热条件进行固化。