CN105172259A - 高散热金属铝基覆铜板制作方法 - Google Patents

高散热金属铝基覆铜板制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明高散热金属铝基覆铜板制作方法涉及散热技术领域。以“设置高散热胶”关键技术，其铜箔层、高导热介质层、铝基板、高散热胶层依次粘接。方法为：在铝基板一面涂高导热介质胶后粘接铜箔层，在铝基板另一面涂由聚酰亚胺树脂20-50重量份、双氰胺固化剂1-2重量份、丙酮溶剂30-100重量份、纳米碳粉和碳球10-50重量份、石墨烯5-10重量份、氮化硼5-10重量份、碳化硅5-10重量份、氢氧化镁20-30重量份混合的高散热胶后以150℃烘制1小时，制作成高散热金属铝基覆铜板成品。用于散热。工艺简、效果好、成本低、利推广。

Description

高散热金属铝基覆铜板制作方法
技术领域
本发明高散热金属铝基覆铜板制作方法，涉及散热技术领域；具体涉及高散热金属铝基覆铜板制作方法技术领域。
背景技术
目前，LED用金属铝基覆铜板已有高导热产品，但还没有高散热产品和技术。高导热铝基覆铜板是铝基板和铜箔之间的介质结合层用高散热胶膜制成，其作用是将装贴在铜箔面的LED灯珠发出的热通过高导热介质层(即高散热胶膜)，将热量尽快传导到铝基板层，由铝板将热扩散到空间中，达到帮助LED灯珠散热降温的目的。而目前这种铝板散热的方法，一是热传导散热，二是采用铝板表面阳极氧化的方法，提高光洁铝面的散热性。这种已有公知技术及现状存在的不足、缺陷与弊端是：表面发射率低、散热慢，其散热主要依靠热传导，没有充分利用热辐射的散热方法，而表面阳极氧化，用大量的电能，产生大量废水，生产成本高，不节能环保，氧化层不防酸碱，无法保护铝基板表面，使用寿命短。基于发明人的专业知识和丰富的工作经验以及对事业精益求精的不懈追求，在认真和充分调查、了解、分析、总结、研究已有公知技术及现状基础上，创造性的采取“设置高散热胶”关键技术，研制成功了本发明。本发明是在铝基板涂布高散热膜层，提高铝板表面的热发射率，充分利用热辐射散热快于热传导散热的原理，达到快速散热和降低LED灯珠温度的效果。而且高散热涂层(即由高散热胶构成的高散热胶层)可防酸碱，能很好的保护铝基板表面，延迟寿命，此方法不污染环境，生产成本低，但要注意涂层不能太厚(对涂层厚度要求为2-3μm)，否则影响散热效果。本发明有效的解决了已有公知技术及现状存在的不足、缺陷与弊端，有效的提高了本行业的技术水平。
发明内容
本发明采取“设置高散热胶”关键技术、提供“高散热金属铝基覆铜板制作方法”及“高散热金属铝基覆铜板”新产品，本发明其铜箔层、高导热介质层、铝基板、高散热胶层依次粘接。方法为：在铝基板一面涂高导热介质胶后粘接铜箔层，在铝基板另一面涂由聚酰亚胺树脂20-50重量份、双氰胺固化剂1-2重量份、丙酮溶剂30-100重量份、纳米碳粉和碳球10-50重量份、石墨烯5-10重量份、氮化硼5-10重量份、碳化硅5-10重量份、氢氧化镁20-30重量份混合的高散热胶后以150℃烘制1小时，制作成高散热金属铝基覆铜板成品。
通过本发明达到的目的是：①、采取“设置高散热胶”关键技术、提供了“高散热金属铝基覆铜板制作方法”及“高散热金属铝基覆铜板”新产品。②、本发明将聚酰亚胺树脂20-50重量份、双氰胺固化剂1-2重量份、丙酮溶剂30-100重量份、纳米碳粉和碳球10-50重量份、石墨烯5-10重量份、氮化硼5-10重量份、碳化硅5-10重量份、氢氧化镁20-30重量份放在反应釜中混合均匀制备成高散热胶，解决了利用热辐射科学原理进行散热的根本问题。③、本发明充分利用了热辐射散热快于热传导散热的原理，其散热效果好。④、本发明的高散热胶可防酸碱，能很好的保护铝基板表面，延迟寿命。⑤、本发明的方法不污染环境，生产成本低。⑥、本发明具有成本低、效果好、工艺过程简单、操作方便快捷，易推广的优点。⑦、本发明解决了已有公知技术及现状存在的不足、缺陷与弊端。⑧、通过本发明，有效的提高了本行业的技术水平。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种高散热金属铝基覆铜板，由铜箔层、高导热介质层、铝基板、高散热胶层构成；
所述高散热金属铝基覆铜板，其铜箔层、高导热介质层、铝基板、高散热胶层依次均以粘接的方式相连接。
所述的高散热金属铝基覆铜板，所述铜箔层为箔片状结构，所述高导热介质层、高散热胶层均为薄膜状结构，所述铝基板为板状结构。
一种高散热金属铝基覆铜板制作方法：
①、高散热胶的制备：将聚酰亚胺树脂20-50重量份、双氰胺固化剂1-2重量份、丙酮溶剂30-100重量份、纳米碳粉和碳球10-50重量份、石墨烯5-10重量份、氮化硼5-10重量份、碳化硅5-10重量份、氢氧化镁20-30重量份放在反应釜中混合均匀制备成高散热胶待用；
②、半成品的制备：在铝基板的一面涂布高导热介质胶后粘接铜箔层，在铝基板的另一面涂布高散热胶，制作成高散热金属铝基覆铜板半成品待用；
③、成品的制备：对高散热金属铝基覆铜板半成品以150℃烘制1小时，所述高导热介质胶固化后便成为高导热介质层、所述高散热胶固化后便成为高散热胶层，从而制作成高散热金属铝基覆铜板成品。
所述的高散热金属铝基覆铜板制作方法，所述20-50重量份的聚酰亚胺树脂选择替换为环氧树脂、聚酰亚胺树脂与环氧树脂各二分之一中的一种。
所述的高散热金属铝基覆铜板制作方法，所述10-50重量份的纳米碳粉和碳球为纳米碳粉与碳球各二分之一。
所述的高散热金属铝基覆铜板制作方法，所述涂布高导热介质胶、涂布高散热胶使用的机械均为滚涂机。
所述的高散热金属铝基覆铜板制作方法，所述涂布高散热胶的厚度为2-3μm。
本发明的原理是：本发明的方法是配置一种高散热胶，通过滚涂、喷涂等涂布方法，涂布在金属铝板表面，增加铝板表面的热发射率，利用热辐射散热快于热传导的散热速度，快速降低铝板表面温度，实现LED灯的低温安全使用，延长LED灯的寿命和亮度。
以下是金属铜和铝的不同表面的热发射率简表：
材料 温度 表面发射率
磨光铜 50℃ 0.03
磨光铝 50℃ 0.04
氧化铜 50℃ 0.6
氧化铝 50℃ 0.2
高散热涂层 50℃ 0.92
通过以上资料可以得出：高散热涂层的热发射率比氧化铝、磨光铝、氧化铜、磨光铜都高，所以散热效果最好。
下面是常温敞开环境下相同时间内热辐射散热降温幅度简表：
物体温度 40℃ 80℃ 120℃
降温幅度 7℃ 25℃ 42℃
从以上降温幅度看，物体温度越高，降温幅度越大。
本发明就是充分利用了高散热涂层的热发射率高及物体常温敞开环境下热辐射散热降温幅度，有效的解决了已有公知技术及现状存在的不足、缺陷与弊端。
由于采用了本发明所提供的技术方案；由于本发明采取“设置高散热胶”关键技术；由于本发明的原理所述；由于本发明其铜箔层、高导热介质层、铝基板、高散热胶层依次粘接。方法为：在铝基板一面涂高导热介质胶后粘接铜箔层，在铝基板另一面涂由聚酰亚胺树脂20-50重量份、双氰胺固化剂1-2重量份、丙酮溶剂30-100重量份、纳米碳粉和碳球10-50重量份、石墨烯5-10重量份、氮化硼5-10重量份、碳化硅5-10重量份、氢氧化镁20-30重量份混合的高散热胶后以150℃烘制1小时，制作成高散热金属铝基覆铜板成品。使得本发明与已有公知技术及现状相比，获得的有益效果是：
1、本发明采取了“设置高散热胶”关键技术、提供了“高散热金属铝基覆铜板制作方法”及“高散热金属铝基覆铜板”新产品。
2、本发明将聚酰亚胺树脂20-50重量份、双氰胺固化剂1-2重量份、丙酮溶剂30-100重量份、纳米碳粉和碳球10-50重量份、石墨烯5-10重量份、氮化硼5-10重量份、碳化硅5-10重量份、氢氧化镁20-30重量份放在反应釜中混合均匀制备成高散热胶，解决了利用热辐射科学原理进行散热的根本问题。
3、本发明充分利用了热辐射散热快于热传导散热的原理，其散热效果好。
4、本发明的高散热胶可防酸碱，能很好的保护铝基板表面，延迟寿命。
5、本发明所述的高导热介质胶为已有公知技术，制作与使用均很方便，所述的高导热介质胶固化后构成的高导热介质层品质稳定、经久耐用。
6、本发明的方法不污染环境，生产成本低。
7、本发明具有成本低、效果好、工艺过程简单、操作方便快捷，易推广的优点。
8、本发明解决了已有公知技术及现状存在的不足、缺陷与弊端。
9、通过本发明，有效的提高了本行业的技术水平。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中高散热金属铝基覆铜板制作方法的工艺流程窗框示意图。
图2为本发明具体实施方式中高散热金属铝基覆铜板的剖面示意图。
图中的标号：1、铜箔层，2、高导热介质层，3、铝基板，4、高散热胶层。
具体实施方式
具体实施方式一
下面结合说明书附图，对本发明作详细描述。正如说明书附图所示：
一种高散热金属铝基覆铜板，由铜箔层1、高导热介质层2、铝基板3、高散热胶层4构成；
所述高散热金属铝基覆铜板，其铜箔层1、高导热介质层2、铝基板3、高散热胶层4依次均以粘接的方式相连接。
所述的高散热金属铝基覆铜板，所述铜箔层1为箔片状结构，所述高导热介质层2、高散热胶层4均为薄膜状结构，所述铝基板3为板状结构。
一种高散热金属铝基覆铜板制作方法：
①、高散热胶的制备：将聚酰亚胺树脂20-50重量份、双氰胺固化剂1-2重量份、丙酮溶剂30-100重量份、纳米碳粉和碳球10-50重量份、石墨烯5-10重量份、氮化硼5-10重量份、碳化硅5-10重量份、氢氧化镁20-30重量份放在反应釜中混合均匀制备成高散热胶待用；
②、半成品的制备：在铝基板3的一面涂布高导热介质胶后粘接铜箔层1，在铝基板3的另一面涂布高散热胶，制作成高散热金属铝基覆铜板半成品待用；
③、成品的制备：对高散热金属铝基覆铜板半成品以150℃烘制1小时，所述高导热介质胶固化后便成为高导热介质层2、所述高散热胶固化后便成为高散热胶层4，从而制作成高散热金属铝基覆铜板成品。
所述的高散热金属铝基覆铜板制作方法，所述20-50重量份的聚酰亚胺树脂选择替换为环氧树脂、聚酰亚胺树脂与环氧树脂各二分之一中的一种。
所述的高散热金属铝基覆铜板制作方法，所述10-50重量份的纳米碳粉和碳球为纳米碳粉与碳球各二分之一。
所述的高散热金属铝基覆铜板制作方法，所述涂布高导热介质胶、涂布高散热胶使用的机械均为滚涂机。
所述的高散热金属铝基覆铜板制作方法，所述涂布高散热胶的厚度为2-3μm。
在上述的具体实施过程中：对所述聚酰亚胺树脂20、25、30、35、40、45、50重量份进行了实施；对所述双氰胺固化剂1、2重量份进行了实施；对所述丙酮溶剂30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100重量份进行了实施；对所述纳米碳粉和碳球10、15、20、25、30、35、40、45、50重量份进行了实施；对所述石墨烯5、6、7、8、9、10重量份进行了实施；对所述氮化硼5、6、7、8、9、10重量份进行了实施；对所述碳化硅5、6、7、8、9、10重量份进行了实施；对所述氢氧化镁20、22、24、26、28、30重量份进行了实施；对所述20-50重量份的聚酰亚胺树脂分别以环氧树脂、聚酰亚胺树脂与环氧树脂各二分之一进行了实施；对所述10-50重量份的纳米碳粉和碳球以纳米碳粉与碳球各二分之一进行了实施；对所述涂布高散热胶的厚度分别以2μm、3μm进行了实施；均获得了预期的良好效果。
具体实施方式二
按具体实施方式一进行实施，正如说明书附图2所示，只实施高散热金属铝基覆铜板结构的连接状况：一种高散热金属铝基覆铜板，由铜箔层1、高导热介质层2、铝基板3、高散热胶层4构成；
所述高散热金属铝基覆铜板，其铜箔层1、高导热介质层2、铝基板3、高散热胶层4依次均以粘接的方式相连接。
所述的高散热金属铝基覆铜板，所述铜箔层1为箔片状结构，所述高导热介质层2、高散热胶层4均为薄膜状结构，所述铝基板3为板状结构。
具体实施方式三
按具体实施方式一进行实施，只是：所述聚酰亚胺树脂为20重量份、双氰胺固化剂为1重量份、丙酮溶剂为30重量份、纳米碳粉和碳球为10重量份、石墨烯为5重量份、氮化硼为5重量份、碳化硅为5重量份、氢氧化镁为20重量份；收到了预期的良好效果。
具体实施方式四
按具体实施方式一进行实施，只是：所述聚酰亚胺树脂为25重量份、双氰胺固化剂为2重量份、丙酮溶剂为35重量份、纳米碳粉和碳球为15重量份、石墨烯为6重量份、氮化硼为6重量份、碳化硅为6重量份、氢氧化镁为22重量份；收到了预期的良好效果。
具体实施方式五
按具体实施方式一进行实施，只是：所述聚酰亚胺树脂为30重量份、双氰胺固化剂为1重量份、丙酮溶剂为40重量份、纳米碳粉和碳球为20重量份、石墨烯为7重量份、氮化硼为7重量份、碳化硅为7重量份、氢氧化镁为24重量份；收到了预期的良好效果。
具体实施方式六
按具体实施方式一进行实施，只是：所述聚酰亚胺树脂为35重量份、双氰胺固化剂为2重量份、丙酮溶剂为45重量份、纳米碳粉和碳球为25重量份、石墨烯为8重量份、氮化硼为8重量份、碳化硅为8重量份、氢氧化镁为26重量份；收到了预期的良好效果。
具体实施方式七
按具体实施方式一进行实施，只是：所述聚酰亚胺树脂为40重量份、双氰胺固化剂为1重量份、丙酮溶剂为50重量份、纳米碳粉和碳球为30重量份、石墨烯为9重量份、氮化硼为9重量份、碳化硅为9重量份、氢氧化镁为28重量份；收到了预期的良好效果。
具体实施方式八
按具体实施方式一进行实施，只是：所述聚酰亚胺树脂为45重量份、双氰胺固化剂为2重量份、丙酮溶剂为55重量份、纳米碳粉和碳球为35重量份、石墨烯为10重量份、氮化硼为10重量份、碳化硅为10重量份、氢氧化镁为30重量份；收到了预期的良好效果。
具体实施方式九
按具体实施方式一进行实施，只是：所述聚酰亚胺树脂为50重量份、双氰胺固化剂为1重量份、丙酮溶剂为60重量份、纳米碳粉和碳球为40重量份、石墨烯为5重量份、氮化硼为5重量份、碳化硅为5重量份、氢氧化镁为20重量份；收到了预期的良好效果。
具体实施方式十
按具体实施方式一进行实施，只是：所述聚酰亚胺树脂为20重量份、双氰胺固化剂为2重量份、丙酮溶剂为65重量份、纳米碳粉和碳球为45重量份；石墨烯为5重量份、氮化硼为7重量份、碳化硅为6重量份、氢氧化镁为22重量份；收到了预期的良好效果。
具体实施方式十一
按具体实施方式一进行实施，只是：所述聚酰亚胺树脂为25重量份、双氰胺固化剂为1重量份、丙酮溶剂为70重量份、纳米碳粉和碳球为50重量份、石墨烯为7重量份、氮化硼为8重量份、碳化硅为7重量份、氢氧化镁为24重量份；收到了预期的良好效果。
具体实施方式十二
按具体实施方式一进行实施，只是：所述聚酰亚胺树脂为30重量份、双氰胺固化剂为2重量份、丙酮溶剂为75重量份、纳米碳粉和碳球为10重量份、石墨烯为8重量份、氮化硼为8重量份、碳化硅为8重量份、氢氧化镁为26重量份；收到了预期的良好效果。
具体实施方式十三
按具体实施方式一进行实施，只是：所述聚酰亚胺树脂为35重量份、双氰胺固化剂为1重量份、丙酮溶剂为80重量份、纳米碳粉和碳球为15重量份、石墨烯为9重量份、氮化硼为9重量份、碳化硅为9重量份、氢氧化镁为28重量份；收到了预期的良好效果。
具体实施方式十四
按具体实施方式一进行实施，只是：所述聚酰亚胺树脂为40重量份、双氰胺固化剂为2重量份、丙酮溶剂为85重量份；纳米碳粉和碳球为20重量份、石墨烯为10重量份、氮化硼为10重量份、碳化硅为10重量份、氢氧化镁为30重量份；收到了预期的良好效果。
具体实施方式十五
按具体实施方式一进行实施，只是：所述聚酰亚胺树脂为45重量份、双氰胺固化剂为1重量份、丙酮溶剂为90重量份、纳米碳粉和碳球为25重量份、石墨烯为6重量份、氮化硼为7重量份、碳化硅为8重量份、氢氧化镁为20重量份；收到了预期的良好效果。
具体实施方式十六
按具体实施方式一进行实施，只是：所述聚酰亚胺树脂为50重量份、双氰胺固化剂为1重量份、丙酮溶剂为95重量份、纳米碳粉和碳球为30重量份、石墨烯为6重量份、氮化硼为9重量份、碳化硅为10重量份、氢氧化镁为26重量份；收到了预期的良好效果。
具体实施方式十七
按具体实施方式一进行实施，只是：所述聚酰亚胺树脂为20重量份、双氰胺固化剂为1重量份、丙酮溶剂为100重量份、纳米碳粉和碳球为35重量份、石墨烯为5重量份；氮化硼为9重量份、碳化硅为10重量份、氢氧化镁为26重量份；收到了预期的良好效果。
具体实施方式十八
按具体实施方式一进行实施，只是：所述聚酰亚胺树脂为35重量份、双氰胺固化剂为2重量份、丙酮溶剂为70重量份、纳米碳粉和碳球为40重量份、石墨烯为8重量份、氮化硼为10重量份、碳化硅为6重量份、氢氧化镁为28重量份；收到了预期的良好效果。
具体实施方式十九
在具体实施方式一、三、四、五、六、七、八、九、十、十一、十二、十三、十四、十五、十六、十七、十八实施基础上分别进行实施，只是：对重量份改为克进行了实施；获得了预期的良好效果。
具体实施方式二十
按具体实施方式一、三、四、五、六、七、八、九、十、十一、十二、十三、十四、十五、十六、十七、十八、十九进行实施，只是：对所述聚酰亚胺树脂、双氰胺固化剂、丙酮溶剂、纳米碳粉和碳球、石墨烯、氮化硼、碳化硅、氢氧化镁的用量，分别以缩小1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30倍进行了实施，还分别以扩大1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30倍进行了实施，均收到了预期的良好效果。使本发明具有小型实验、实验室试验、扩大试验、生产性试验的扎实基础，具有理论指导与生产应用的可操作性。
以上仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业技术人员均可顺畅实施；但在不脱离本发明技术方案作出修饰与演变的等同变化，均为本发明的技术方案。

Claims (7)

1.一种高散热金属铝基覆铜板，其特征在于：由铜箔层(1)、高导热介质层(2)、铝基板(3)、高散热胶层(4)构成；
所述高散热金属铝基覆铜板，其铜箔层(1)、高导热介质层(2)、铝基板(3)、高散热胶层(4)依次均以粘接的方式相连接。
2.根据权利要求1所述的高散热金属铝基覆铜板，其特征在于：所述铜箔层(1)为箔片状结构，所述高导热介质层(2)、高散热胶层(4)均为薄膜状结构，所述铝基板(3)为板状结构。
3.一种高散热金属铝基覆铜板制作方法，其特征在于：
①、高散热胶的制备：将聚酰亚胺树脂20-50重量份、双氰胺固化剂1-2重量份、丙酮溶剂30-100重量份、纳米碳粉和碳球10-50重量份、石墨烯5-10重量份、氮化硼5-10重量份、碳化硅5-10重量份、氢氧化镁20-30重量份放在反应釜中混合均匀制备成高散热胶待用；
②、半成品的制备：在铝基板(3)的一面涂布高导热介质胶后粘接铜箔层(1)，在铝基板(3)的另一面涂布高散热胶，制作成高散热金属铝基覆铜板半成品待用；
③、成品的制备：对高散热金属铝基覆铜板半成品以150℃烘制1小时，所述高导热介质胶固化后便成为高导热介质层(2)、所述高散热胶固化后便成为高散热胶层(4)，从而制作成高散热金属铝基覆铜板成品。
4.根据权利要求3所述的高散热金属铝基覆铜板制作方法，其特征在于：所述20-50重量份的聚酰亚胺树脂选择替换为环氧树脂、聚酰亚胺树脂与环氧树脂各二分之一中的一种。
5.根据权利要求3所述的高散热金属铝基覆铜板制作方法，其特征在于：所述10-50重量份的纳米碳粉和碳球为纳米碳粉与碳球各二分之一。
6.根据权利要求3所述的高散热金属铝基覆铜板制作方法，其特征在于：所述涂布高导热介质胶、涂布高散热胶使用的机械均为滚涂机。
7.根据权利要求3所述的高散热金属铝基覆铜板制作方法，其特征在于：所述涂布高散热胶的厚度为2-3μm。
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