CN104610701B

CN104610701B - 绝缘层材料、不锈钢基覆铜板、表面处理方法及制备方法

Info

Publication number: CN104610701B
Application number: CN201510018026.3A
Authority: CN
Inventors: 陈毅龙; 赖海平; 严振坤; 谭小林; 王远; 肖尊民
Original assignee: Kinwong Electronic Technology Longchuan Co Ltd
Current assignee: Kinwong Electronic Technology Longchuan Co Ltd
Priority date: 2015-01-14
Filing date: 2015-01-14
Publication date: 2017-08-25
Anticipated expiration: 2035-01-14
Also published as: CN104610701A

Abstract

本发明公开绝缘层材料、不锈钢基覆铜板、表面处理方法及制备方法，高导热绝缘层材料，其按质量份计，包括以下组分：环氧树脂80‑120份；固化剂1‑50份；固化促进剂0.05‑5份；添加剂1‑40份；超纯高导热填料1‑500份；有机溶剂1‑50份。本发明所制备出的高导热不锈钢基覆铜板，其存在以下优点：1、导热性高，优于市场同类产品；2、绝缘性好，耐击穿电压可达到6KV以上；3、高导热绝缘层与不锈钢基结合良好，热冲击无分层爆板现象；4、机械加工性能良好，无介质层分层崩裂现象；5、生产效率高；6、成本低，约为市面上产品的1/2。

Description

绝缘层材料、不锈钢基覆铜板、表面处理方法及制备方法

技术领域

本发明涉及金属基覆铜板的制作技术领域，尤其涉及绝缘层材料、不锈钢基覆铜板、表面处理方法及制备方法。

背景技术

近年来随着LED照明、大功率电器、LED、TV背光源以及各种电源的迅速发展，以及经济危机后的复苏，使得高导热金属基覆铜板市场需求量急剧攀升，并形成以高导热铝基覆铜板为主体，铜基覆铜板、不锈钢基覆铜板及特殊复合基覆铜板为支流的高导热金属基市场架构。高导热不锈钢基覆铜板主要应用于作业条件比较恶劣的环境。传统铝基和铜基高导热覆铜板长期在潮湿的酸碱环境下，容易产生微电池效应，从而极易腐蚀元器件，极大地缩短了元器件的使用寿命；而使用耐酸碱的不锈钢基覆铜板制作，则可以极大程度降低因腐蚀而造成的元器件寿命缩短的几率。

高导热金属基覆铜板的蓬勃发展时间较短，业内制作技术水平还不够成熟，尤其是作为支流产品的高导热不锈钢基覆铜板，更是缺乏***的工艺流程。目前还没有摸索到完全适合不锈钢基与高导热绝缘层结合的表面处理方式。通常情况下，都是直接套用铝基覆铜板的铝面处理方式来对不锈钢基进行物理或化学的处理，从而保证不锈钢基和高导热绝缘层的结合力满足生产需要。但经过实际生产验证及市场反馈，该方法并不能完全避免缺陷的产生，回流焊及热冲击后仍有分层爆板，机械加工也存在较严重的介质层分层崩裂现象。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供绝缘层材料、不锈钢基覆铜板、表面处理方法及制备方法，旨在解决现有的高导热不锈钢基覆铜板存在分层爆板、分层崩裂等现象的问题。

本发明的技术方案如下：

一种高导热绝缘层材料，其中，按质量份计，包括以下组分：

环氧树脂 80-120份；

固化剂 1-50份；

固化促进剂 0.05-5份；

添加剂 1-40份；

超纯高导热填料 1-500份；

有机溶剂 1-50份。

所述的高导热绝缘层材料，其中，所述环氧树脂为双酚A环氧树脂、缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯环氧树脂、缩水甘油胺环氧树脂、含磷环氧树脂、橡胶改性环氧树脂中的一种或多种。

所述的高导热绝缘层材料，其中，所述固化剂为多元胺、酸酐、高分子预聚物、咪唑中的一种或多种。

所述的高导热绝缘层材料，其中，所述固化促进剂为咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-苯基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、2-乙基-4-苯基咪唑的一种或多种。

所述的高导热绝缘层材料，其中，所述添加剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、流平剂、消泡剂、促变剂、增稠剂、防沉剂中的一种或多种。

所述的高导热绝缘层材料，其中，所述超纯高导热填料为氧化锌、氧化镁、氧化铝、氧化铋、氧化铍、氢氧化镁、氢氧化铝、二氧化硅、氧化铁氮化硼、氮化硅、碳化硅、金刚石、四氮化三硅中的一种或多种。

所述的高导热绝缘层材料，其中，所述有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯、丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、乙二醇单***、环己酮、甲苯环己酮中的一种或多种。

一种不锈钢基表面处理方法，其中，包括步骤：

S1、使用砂带研磨机对不锈钢基进行研磨；

S2、使用不织布磨刷对不锈钢基进行磨板；

S3、将如权利要求1所述的高导热绝缘层的固体组分与液体组分混合形成粒度均一、分散均匀的液态胶液；

S4、使用丝网印刷机在不锈钢基表面丝印一层上述液态胶液；

S5、将丝印有上述液态胶液的不锈钢基经过拱形热风烘箱，形成半固化态的高导热绝缘层。

一种高导热不锈钢基覆铜板的制备方法，其中，包括以下步骤：

T1、使用涂覆机将如上所述的液态胶液涂敷到铜箔粗糙面上；

T2、使涂敷有该液态胶液的铜箔经过拱形热风烘箱，形成半固化态的连续化涂胶铜箔；

T3、将上述连续化涂胶铜箔裁切成所需尺寸；

T4、将裁切的铜箔与如上所述的不锈钢基叠合，加热加压制成高导热不锈钢基覆铜板。

一种高导热不锈钢基覆铜板，其中，采用如上所述的制备方法制成。

有益效果：本发明所制备出的高导热不锈钢基覆铜板，其存在以下优点：1、导热性高，优于市场同类产品；2、绝缘性好，耐击穿电压可达到6KV以上；3、高导热绝缘层与不锈钢基结合良好，热冲击无分层爆板现象；4、机械加工性能良好，无介质层分层崩裂现象；5、生产效率高；6、成本低，约为市面上产品的1/2。

具体实施方式

本发明提供绝缘层材料、不锈钢基覆铜板、表面处理方法及制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明所提供的一种高导热绝缘层材料，其按质量份计，包括以下组分：

环氧树脂 80-120份；

固化剂 1-50份；

固化促进剂 0.05-5份；

添加剂 1-40份；

超纯高导热填料 1-500份；

有机溶剂 1-50份。

其中，所述环氧树脂为双酚A环氧树脂、缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯环氧树脂、缩水甘油胺环氧树脂、含磷环氧树脂、橡胶改性环氧树脂中的一种或多种。

所述固化剂为多元胺、改性多元胺、酸酐、高分子预聚物、咪唑中的一种或多种。

所述固化促进剂为咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-苯基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、2-乙基-4-苯基咪唑的一种或多种。

所述添加剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、流平剂、消泡剂、促变剂、增稠剂、防沉剂中的一种或多种。

所述超纯高导热填料为氧化锌、氧化镁、氧化铝、氧化铋、氧化铍、氢氧化镁、氢氧化铝、二氧化硅、氧化铁、氧化铋、氮化硼、氮化硅、碳化硅、金刚石、四氮化三硅中的一种或多种。

所述有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯、丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、乙二醇单***、环己酮、甲苯环己酮中的一种或多种。

实施例1：

一种高导热绝缘层材料，按质量份计，包括以下组分：

双酚A环氧树脂 120份；

酸酐 1份；

2-乙基咪唑 5份；

钛酸酯偶联剂 40份；

氧化铝 500份；

甲苯 1份。

实施例2：

一种高导热绝缘层材料，按质量份计，包括以下组分：

缩水甘油醚环氧树脂 100份；

多元胺 28份；

1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑 3份；

硅烷偶联剂 24份；

二氧化硅 120份；

环己酮 30份。

实施例3：

一种高导热绝缘层材料，按质量份计，包括以下组分：

含磷环氧树脂 80份；

酸酐 50份；

2-乙基-4-甲基咪唑 0.05份；

铝酸酯偶联剂 1份；

氧化铍 1份；

甲基丁酮 50份。

实施例4：

一种高导热绝缘层材料，按质量份计，包括以下组分：

橡胶改性环氧树脂 100份；

酸酐 20份；

2-苯基咪唑 3份；

钛酸酯偶联剂 15份；

二氧化硅 300份；

甲基异丁酮 20份。

本发明还提供一种不锈钢基表面处理方法实施例，其包括以下步骤：

S1、使用砂带研磨机对不锈钢基进行研磨；

砂带规格100-800目，研磨速度1000-4000mm/min；较佳的，砂带规格400目，研磨速度2000mm/min。

S2、使用不织布磨刷对不锈钢基进行磨板；

不织布磨刷规格100-800目，磨板速度500-3500mm/min；较佳的，不织布磨刷规格400目，磨板速度1500mm/min。

S3、将如上所述的高导热绝缘层的固体组分与液体组分混合形成粒度均一、分散均匀的液态胶液；

丝印厚度10-20μm；较佳的，丝印厚度15μm。

烘箱温度70-190℃，烘烤时间1-10min，得到经过处理的不锈钢基。较佳的，烘箱温度160℃，烘烤时间5min。

另外，本发明还提供一种高导热不锈钢基覆铜板的制备方法实施例，其包括以下步骤：

T1、使用涂覆机将上述高导热绝缘层胶液涂敷到铜箔粗糙面上；

涂覆厚度20-200μm，厚度公差±2μm；较佳的，涂覆厚度80μm。

T2、使涂敷有该胶液的铜箔经过拱形热风烘箱，形成半固化态的连续化涂胶铜箔；

烘箱温度70-190℃，烘烤时间2-20min，较佳的，烘箱温度150℃，烘烤时间5min。

T3、将上述连续化涂胶铜箔裁切成所需尺寸；

T4、将裁切的铜箔与上述经过处理的不锈钢基叠合，加热加压制成高导热不锈钢基覆铜板。

最后，本发明还提供一种高导热不锈钢基覆铜板实施例，其采用如上所述的制备方法制成。

实施例5：

S1、使用砂带研磨机对不锈钢基进行研磨；

砂带规格400目，研磨速度2000mm/min。

S2、使用不织布磨刷对不锈钢基进行磨板；

不织布磨刷规格400目，磨板速度1500mm/min。

S3、将实施例4所述的高导热绝缘层的固体组分与液体组分混合形成粒度均一、分散均匀的液态胶液；

丝印厚度15μm。

S5、将丝印有上述液态胶液的不锈钢基经过拱形热风烘箱，形成半固化态的高导热绝缘层。烘箱温度160℃，烘烤时间5min。

实施例6：

按照实施例4的配方称取原料，并置于一干净容器中，在常温下高速搅拌分散6小时，形成粒度均一、分散均匀的液态胶液。使用涂覆设备将上述液态胶液涂覆（涂覆厚度为80μm）到35μm厚铜箔的粗糙面上，经150℃烘烤5min后形成半固化态的连续化涂胶铜箔，然后取一张制得的连续化涂胶铜箔裁切，以其胶面与未经过处理的不锈钢基叠合，加热加压制成高导热不锈钢基覆铜板。

实施例7：

称按照实施例4的配方称取原料，并置于一干净容器中，在常温下高速搅拌分散6小时，形成粒度均一、分散均匀的液态胶液。使用400目砂带对不锈钢基进行研磨（研磨速度2000mm/min），再用400目不织布磨刷进行磨板（磨板速度1500mm/min），使用丝网印刷机在不锈钢基表面丝印一层上述液态胶液（丝印厚度15μm），经过拱形热风烘箱160℃烘烤5min后形成半固化态高导热绝缘层，制成经过处理的不锈钢基。使用涂覆设备将上述胶液涂覆（涂覆厚度为80μm）到35μm厚铜箔的粗糙面上，经150℃烘烤5min后形成半固化态的连续化涂胶铜箔，然后取一张制得的连续化涂胶铜箔裁切，以其胶面与不锈钢基粗化面叠合，加热加压制成高导热不锈钢基覆铜板。

实施例8：

称按照实施例4的配方称取原料，并置于一干净容器中，在常温下高速搅拌分散6小时，形成粒度均一、分散均匀的液态胶液。使用200目砂带对不锈钢基进行研磨（研磨速度2000mm/min），再用300目不织布磨刷进行磨板（磨板速度1500mm/min），然后用丝网印刷机在不锈钢表面丝印一层上述液态胶液（丝印厚度15μm），经过拱形热风烘箱160℃烘烤5min后形成半固化态高导热绝缘层，制成经过处理的不锈钢基。使用进口超精密涂覆设备将上述胶液涂覆（涂覆厚度为80μm）到35μm厚铜箔的粗糙面上，经150℃烘烤5min后形成半固化态的连续化涂胶铜箔，然后取一张制得的连续化涂胶铜箔裁切，以其胶面与实施例5的不锈钢基丝印面叠合，加热加压制成高导热不锈钢基覆铜板。

表1.各实施例制成的高导热不锈钢基覆铜板性能：

组分（质量份）	实施例6	实施例7	实施例8
				燃烧性(UL-94)	V-0	V-0	V-0
热导率(W/m·K)	2.0	2.0	2.0
				热阻(m²·K/W)	0.000050	0.000050	0.000050
剥离强度（N/mm）	1.89	1.90	1.89
				回流焊测试	100%分层爆板	10%分层爆板	通过
热应力（288℃，60s）	100%分层爆板	30%分层爆板	通过
				击穿电压（KV）	＞6KV	＞3KV	＞6KV
机械加工性	100%分层崩裂	30%分层崩裂	通过

从上表可知，按照本发明的方法所制备的高导热不锈钢基覆铜板，高导热绝缘层与不锈钢基结合良好，热冲击分层爆板现象大大减少，且各项性能指标均达到要求。

综上所述，本发明所制备出的高导热不锈钢基覆铜板，其存在以下优点：1、导热性高，优于市场同类产品；2、绝缘性好，耐击穿电压可达到6KV以上；3、高导热绝缘层与不锈钢基结合良好，热冲击无分层爆板现象；4、机械加工性能良好，无介质层分层崩裂现象；5、生产效率高；6、成本低，约为市面上产品的1/2。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种不锈钢基表面处理方法，其特征在于，包括步骤：

S1、使用砂带研磨机对不锈钢基进行研磨；砂带规格200目，研磨速度2000mm/min；

S2、使用不织布磨刷对不锈钢基进行磨板；不织布磨刷规格300目，磨板速度1500mm/min；

S3、将高导热绝缘层材料的固体组分与液体组分混合形成粒度均一、分散均匀的液态胶液；

S4、使用丝网印刷机在不锈钢基表面丝印一层上述液态胶液；丝印厚度15μm；

S5、将丝印有上述液态胶液的不锈钢基经过拱形热风烘箱，形成半固化态的高导热绝缘层；烘箱温度160℃，烘烤时间5min；

所述步骤S3中，所述高导热绝缘层材料组分为：

橡胶改性环氧树脂 100份；

酸酐 20份；

2-苯基咪唑 3份；

钛酸酯偶联剂 15份；

二氧化硅 300份；

甲基异丁酮 20份。

2.一种高导热不锈钢基覆铜板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

T1、使用涂覆机将如权利要求1所述的液态胶液涂敷到铜箔粗糙面上；涂覆厚度80μm；

T2、使涂敷有该液态胶液的铜箔经过拱形热风烘箱，形成半固化态的连续化涂胶铜箔；烘箱温度150℃，烘烤时间5min；

T3、将上述连续化涂胶铜箔裁切成所需尺寸；

T4、将裁切的铜箔与权利要求1所述的不锈钢基叠合，加热加压制成高导热不锈钢基覆铜板。

3.一种高导热不锈钢基覆铜板，其特征在于，采用如权利要求2所述的制备方法制成。