CN104786588A - 一种高导热覆铜金属基板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高导热覆铜金属基板，是由高导热涂胶铜箔和金属板材经热压而成，所述高导热涂胶铜箔包括电解铜箔，且所述高导热涂胶铜箔是在所述电解铜箔的粗化面上涂覆绝缘导热层经烘焙而成，所述绝缘导热层由高导热树脂制成，所述高导热树脂是由环氧树脂、柔韧剂、陶瓷导热填料、固化剂、促进剂按照一定比例和顺序均匀混合而成。与现有技术相比，本发明采用在电解铜箔上涂上高导热树脂，然后与金属基板热压在一起，具有良好的导热性能，满足了LED照明的需求。

Description

一种高导热覆铜金属基板及其制备方法

技术领域

本发明涉及LED金属基板制作技术领域，具体涉及一种高导热覆铜金属基板及其制备方法。

背景技术

近年来 LED以节能、环保、寿命长、体积小等优点成为世界所瞩目。随着我国 “十城万盏”LED路灯示范推广项目的相继展开，LED大规模应用已成为时代潮流。众所周知，LED在工作中，只有15％～25％的电能转换为光能，其余几乎都转为热能消耗，导致LED器件温度升高，严重影响LED的质量和使用寿命。金属基覆铜箔板以其优异的散热性、电性能和优良的机械加工性在众多LED基板材料中脱颖而出，成为LED电气互联和散热用基板的主要材料。覆铜金属基板是由铜箔、绝缘层和金属板材经热压技术形成的一种复合材料。传统的覆铜金属基板绝缘层是含玻纤布的FR-4半固化片，其导热系数为0.25~0.3W/m·k，不能满足大功率LED照明的需求。

发明内容

为解决上述缺陷，本发明的目的是提供一种高导热覆铜金属基板，导热性能良好，能满足大功率LED照明的需求。

本发明的另一目的是提供一种高导热覆铜金属基板的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高导热覆铜金属基板，是由高导热涂胶铜箔和金属板材经热压而成，所述高导热涂胶铜箔包括电解铜箔，且所述高导热涂胶铜箔是在所述电解铜箔的粗化面上涂覆绝缘导热层经烘焙而成，所述绝缘导热层由高导热树脂制成，所述高导热树脂是由环氧树脂、柔韧剂、陶瓷导热填料、固化剂、促进剂按照一定比例和顺序均匀混合而成。

进一步地，所述高导热涂胶铜箔在烘焙过程中依次经过110℃、140℃、170℃及140℃四个温度区域。

所述环氧树脂采用高低分子量混合制成。

所述环氧树脂中添加有塑性增韧剂。

所述陶瓷导热填料呈晶型架构，包括三氧化二铝、氮化铝以及氮化硼中的一种或者几种。

所述绝缘导热层不含玻纤布。

为了保持一定的绝缘性，所述绝缘导热层厚度为80um~150um。

所述电解铜箔的厚度有18um、25um、35um、70um。

一种高导热覆铜金属基板的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）适量的二甲基甲酰胺溶液，在搅拌时依次加入胺类固化剂和高温固化剂，搅拌4小时以上，制成固化剂。

2）适量的丙酮和酒精以2:1的比列混合，在搅拌时依次加入一定量的增韧剂，搅拌4小时以上，制成塑化增韧剂。

3）按照比例分别加入高低两种分子量的环氧树脂，再依次加入固化剂和塑化增韧剂，经过搅拌8小时和熟化8小时制成环氧树脂。

4）加入适量的丙酮和硅烷偶联剂搅拌均匀，根据不同导热系数要求，加入一定比例的陶瓷导热填料包含的三氧化二铝、氮化硼和氮化铝中的一种或几种搅拌均匀后，再加入环氧树脂，搅拌6小时即可制得不同导热系数的高导热树脂。

5）在铜箔涂胶机上，根据所用铜箔的厚度和要求的胶层厚度，调节挤胶辊的间隙，按照要求依次将铜箔平整的穿过各个辊子及烘道，设定烘道各个区域的温度并开始加温，待温度达到要求后，胶槽开始供胶开车，使得铜箔粗化面通过胶槽后能够均匀的涂覆一层胶液，涂覆了一层胶液的铜箔通过挤胶辊后厚度变得均匀一致，通过不同区域温度的烘焙，即可制得高导热涂胶铜箔。

6）所述高导热涂胶铜箔与金属板材叠压装模，在压力25~30kg/cm²，温度190℃，保温90min即可制得本发明。

本发明的有益效果是：所述绝缘导热层由于不含玻纤布，所以导热系数降低在0.6~2.0W/m·k之间，且耐热性良好，击穿电压也有所提高，满足了LED的使用要求；所述环氧树脂采用高低分子量混合制成，保证树脂体系的耐热性和流动性。

与现有技术相比，本发明采用在电解铜箔上涂上高导热树脂，然后与金属基板热压在一起，具有良好的导热性能，满足了LED照明的需求。

附图说明

下面结合附图及实施例，对本发明的结构及特征做进一步描述。

图1是本发明的结构示意图。

图1中，1.电解铜箔，2.绝缘导热层，3是金属板材。

具体实施方式

参看图1所示，一种高导热覆铜金属基板，是由高导热涂胶铜箔和金属板材3经热压而成，所述高导热涂胶铜箔包括电解铜箔1，且所述高导热涂胶铜箔是在所述电解铜箔1的粗化面上涂覆绝缘导热层2经烘焙而成，所述绝缘导热层2由高导热树脂制成，所述高导热树脂是由环氧树脂、柔韧剂、陶瓷导热填料、固化剂、促进剂按照一定比例和顺序均匀混合而成。

进一步地，所述电解铜箔1涂上绝缘导热层在烘焙过程中依次经过110℃、140℃、170℃及140℃四个温度区域烘焙6~7min成为高导热涂胶铜箔，根据不同尺寸的要求，裁切备用，所述高导热涂胶铜箔和处理过的金属基材叠压装模，在180℃，25~30kg/cm²压力下压制成型。

所述环氧树脂采用高低分子量混合制成，保证树脂体系的耐热性和流动性。

所述环氧树脂中还添加有塑性增韧剂，对树脂的耐热性有一定的影响，当树脂体系中塑性增韧剂量过大时，树脂的耐热性下降，量较小则起不到成膜和增韧的作用，通过百余批试验确定了树脂体系中增韧剂的用量在3~5%，这样既能保证树脂的成膜和增韧性，又能保证树脂的耐热性满足客户的需求。

所述陶瓷导热填料呈晶型架构，包括三氧化二铝、氮化铝以及氮化硼中的一种或者几种，根据不同的导热系数能决定加入的种类和数量的多少。

所述绝缘导热层不含玻纤布，所以导热系数在0.6~2.0W/m·k之间，而且耐热性和击穿电压均良好，完全满足LED的需求。

本发明中的绝缘导热层是涂敷在铜箔粗化面上，胶层的厚度由挤胶辊的间隙和树脂的粘度共同决定，当高导热树脂的粘度一定时，挤胶辊的间隙越大，胶层越厚，当胶层厚度达到一定值时，挤胶辊的间隙对胶层厚度不产生影响；当挤胶辊的间隙一定时，高导热树脂的粘度越大，胶层厚度越大，但树脂粘度的增大必须以树脂在胶槽中的流动性为准，粘度过大，树脂流动性太小，会导致电解铜箔出现缺胶现象，为了保持一定的绝缘性，所述绝缘导热层厚度确定为80um~150um。

所述电解铜箔的厚度有18um、25um、35um、70um，可以满足不同客户的需求。

本发明在制作时，对于所述绝缘导热层的制备，先加入一定量的丙酮和硅烷偶联剂搅拌均匀，根据不同导热系数要求，在搅拌下加入一定比例量的导热陶瓷粉三氧化二铝、氮化硼和氮化铝中的一种或几种搅拌均匀后，加入环氧树脂，搅拌6小时即可制得；对于所述高导热涂胶铜箔的制备，在铜箔涂胶机上，按照要求依次将电解铜箔平整的穿过各个辊子及烘道，设定烘道各个区域的温度并开始加温，根据所用铜箔的厚度和要求的胶层厚度，调节挤胶辊的间隙，待温度达到要求后，胶槽开始供胶开车，使得电解铜箔粗化面通过胶槽后能够均匀的涂覆一层胶液，涂覆了一层胶液的电解铜箔通过挤胶辊后厚度变得均匀一致，通过不同区域温度的烘焙，即可制得高导热涂胶铜箔；高导热涂胶铜箔与金属板材叠压装模，在压力25~30kg/cm²，温度190℃，保温90min即可制得高导热金属基覆铜板。

本发明采用在电解铜箔上涂上高导热树脂，然后与金属基板热压在一起，具有良好的导热性能，满足了LED照明的需求。

以上所描述的仅为本发明的较佳实施例，上述具体实施例不是对本发明的限制，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种高导热覆铜金属基板，其特征在于：是由高导热涂胶铜箔和金属板材经热压而成，所述高导热涂胶铜箔包括电解铜箔，且所述高导热涂胶铜箔是在所述电解铜箔的粗化面上涂覆绝缘导热层经烘焙而成，所述绝缘导热层由高导热树脂制成，所述高导热树脂是由环氧树脂、柔韧剂、陶瓷导热填料、固化剂、促进剂按照一定比例和顺序均匀混合而成。

2.根据权利要求1所述的高导热覆铜金属基板，其特征在于：所述高导热涂胶铜箔在烘焙过程中依次经过110℃、140℃、170℃及140℃四个温度区域。

3.根据权利要求1所述的高导热覆铜金属基板，其特征在于：所述环氧树脂采用高低分子量混合制成。

4.根据权利要求1所述的高导热覆铜金属基板，其特征在于：所述环氧树脂中添加有塑性增韧剂。

5.根据权利要求1所述的高导热覆铜金属基板，其特征在于：所述陶瓷导热填料呈晶型架构，包括三氧化二铝、氮化铝以及氮化硼中的一种或者几种。

6.根据权利要求1所述的高导热覆铜金属基板，其特征在于：所述绝缘导热层不含玻纤布。

7.根据权利要求1所述的高导热覆铜金属基板，其特征在于：所述绝缘导热层厚度为80um~150um。

8.根据权利要求1所述的高导热覆铜金属基板，其特征在于：所述电解铜箔的厚度有18um、25um、35um、70um。

9.一种高导热覆铜金属基板的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1）适量的二甲基甲酰胺溶液，在搅拌时依次加入胺类固化剂和高温固化剂，搅拌4小时以上，制成固化剂；

2）适量的丙酮和酒精以2:1的比列混合，在搅拌时依次加入一定量的增韧剂，搅拌4小时以上，制成塑化增韧剂；

3）按照比例分别加入高低两种分子量的环氧树脂，再依次加入固化剂和塑化增韧剂，经过搅拌8小时和熟化8小时制成环氧树脂；

4）加入适量的丙酮和硅烷偶联剂搅拌均匀，根据不同导热系数要求，加入一定比例的陶瓷导热填料包含的三氧化二铝、氮化硼和氮化铝中的一种或几种搅拌均匀后，再加入环氧树脂，搅拌6小时即可制得不同导热系数的高导热树脂；

5）在铜箔涂胶机上，根据所用铜箔的厚度和要求的胶层厚度，调节挤胶辊的间隙，按照要求依次将铜箔平整的穿过各个辊子及烘道，设定烘道各个区域的温度并开始加温，待温度达到要求后，胶槽开始供胶开车，使得铜箔粗化面通过胶槽后能够均匀的涂覆一层胶液，涂覆了一层胶液的铜箔通过挤胶辊后厚度变得均匀一致，通过不同区域温度的烘焙，即可制得高导热涂胶铜箔；

6）所述高导热涂胶铜箔与金属板材叠压装模，在压力25~30kg/cm²，温度190℃，保温90min即可制得本发明。