一种铝基覆铜箔板高导热绝缘介质胶膜的生产方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于铝基覆铜箔板封装材料技术领域，具体涉及一种铝基覆铜箔板高导热 绝缘介质胶膜的生产方法。
【背景技术】
[0002] 覆铜板是印制电路板极其重要的基础材料，它是所有电子整机，包括航空、航天、 遥感、遥测、遥控、通讯、计算机、工业控制、家用电器等一切电子产品不可缺少的重要电子 材料。随着电子工业的飞速发展，电子产品的体积越来越小，功率密度越来越大，如何寻求 散热及结构设计的最佳方法，就成为当今电子工业设计的一个巨大的挑战。铝基板无疑是 解决散热问题的有效手段之一。它已经成为大功率电源、军用电子及高频微电子设备使用 的主流基板。
[0003] 铝基板也是表面贴装技术（SMT)发展的需要；在电路设计方案中对热扩散进行极 为有效的处理；降低产品运行温度，提高产品功率密度和可靠性，延长产品使用寿命；缩小 产品体积，降低硬件及装配成本；取代易碎的陶瓷基板，获得更好的机械耐久力等优点，成 为全球最具发展前景的高新技术领域之一，它是将铝基板表面直接作绝缘层或称介电层， 再在介电层表面作电路层，LED模块即可直接将导线接合在电路层上。
[0004] 2010年，我国覆铜板产量占世界总产量的65%，其中铝基板350万平方米，进口高 档的铝基板达到100万平方米，据覆铜板协会预测，十二五末，我国铝基板产量在1500万平 方米以上，我国的高导热型铝基覆铜箔层压板在品质上与国外同类产品相比，还存在很大 的差距。这是由于我国生产的高导热型铝基覆铜箔层压板的绝缘介质膜几乎都要从国外进 口。我国铝基板目前在LED行业的应用还仅仅限于低端领域。如开发自主产权的绝缘介质 膜，我国的铝基板将会面临失去市场的风险。
[0005] 绝缘介质胶膜就是高导热型铝基覆铜箔层压板的核心，绝缘介质胶膜一般主要由 环氧树脂、固化剂、促进剂、稀释剂、填料和分散剂等组成，制作高导热型铝基覆铜箔板绝缘 层通常采用的方法有流延法、刮辊法、丝网漏印等，由于高导热树脂体系和以往的树脂体系 相比，其固体含量大，粘度大，且要求具有良好的柔韧性、可连续化涂胶，固化后有很好的玻 璃转变温度、导热率、击穿电压和剥离强度，表体电阻率和介电性能低，耐浸焊性要好等特 点。这就给绝缘介质胶膜的组成和制作带来了巨大挑战。
[0006] 我国是铝基板的生产和消费大国，却因为没有绝缘介质膜技术而无法突破国外的 垄断。通过开发和制备性能符合高导热铝基板绝缘介质膜，我们不仅要研宄导热绝缘介质 膜的各个成分组成，更要从热绝缘介质膜组成环氧树脂的聚硅氧烷改性入手，通过研宄挤 出压延设备制备100微米绝缘介质膜，国外目前都采用绝缘介质胶膜生产铝基板，我我国 的铝基板生产是在铝基板上涂敷高导热胶粘剂，然后在其上把铜箔热压而成型手工制作， 生产周期长，生产效率低，铜箔容易折叠，成品率低，已严重制约了我国铝基板产业的快速 发展。
[0007] 国外对铝基板绝缘介质膜技术完全是保密的，国内国营704厂研宄所刘阳和广东 生益科技股份有限公司孔凡旺等人已经开展了这方面的研宄十几年了，但绝缘介质胶膜成 膜性不好，热变形温度、热导率和剥离强度依旧偏低，同时绝缘介质胶膜的适应期比较短。 不能满足国内高导热型铝基覆铜箔层压板的需求，这种绝缘介质胶膜主要从美国贝格斯 (Bergquist)、Laird、日本电气化学（DENKA)和台湾进口，胶膜售价达300元/m 2。这就大大 提高了铝基板的成本，因此研宄开发具有自主知识产权的铝基板产业相关高附加值辅助材 料，有利于我国电子产业链的完整和良性发展，促进我国光电子器件高性能封装材料的国 产化。
[0008] 制约高导热绝缘介质胶膜的关键技术在于环氧树脂改性，胶膜组成成分和绝缘介 质膜加工成型设备和工艺。
[0009] 我国的环氧树脂生产厂家和科研单位很多，但用于工业化的特种环氧树脂，无论 从品种方面还和质量方面，都与国外还有很大的差别，这样就限制了树脂在高附加值，特别 是电子方面的广泛应用。都存在着合成预聚物合成的转化率低，预聚物分子量和分子量的 分布不合理，反应不稳定等缺点，所以提高合成转化率，预聚物分子量和分子量的分布合理 是开发特种环氧树脂和环氧树脂的改性的关键。
[0010] 制备满足用于铝基板的高导热绝缘介质胶膜，应从环氧树脂、固化剂，助剂的种类 和用量方面进行筛选和优化，研宄各材料对于胶膜性能如密度、硬度、拉伸强度、回弹力、剥 离强度、高频介电常数、体积电阻、耐浸焊性等方面的影响。
【发明内容】
[0011] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种铝基覆铜箔 板高导热绝缘介质胶膜的生产方法。本发明所制胶膜在未添加任何溶剂，也没有韧性改性 剂的条件下，仍具有优异的柔韧性能，并且胶膜密度、硬度、拉伸强度、回弹力、剥离强度、高 频介电常数、体积电阻、耐浸焊性等性能均满足国家标准要求，具有广泛的应用前景。
[0012] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种铝基覆铜箔板高导热绝缘 介质胶膜的生产方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0013] 步骤一、采用1，2-环氧-4-乙烯基环己烷和端氢硅油为原料，采用铂络合物为 催化剂，在1，2_环氧-4-乙烯基环己烷和端氢硅油的摩尔比为（3~5) : 1，催化剂用量 为1，2-环氧-4-乙烯基环己烷和端氢硅油总质量的0. 01 %~0. 02%，反应温度为80°C~ 90°C的条件下反应6h~10h，得到聚硅氧烷环氧树脂；
[0014] 步骤二、将偶联剂和无水乙醇按质量比1 : (80~120)混合均匀，得到偶联剂稀 释液，然后将A1N粉加入到偶联剂稀释液中，搅拌均匀后放入干燥箱中干燥，直至无水乙醇 完全挥发，得到改性A1N粉；所述A1N粉与偶联剂稀释液的质量比为1 : (0.8~1.2);
[0015] 步骤三、将环氧活性稀释剂AGE、步骤一中所述聚硅氧烷环氧树脂和步骤二中所述 改性A1N粉按质量比1 : 2 : (6~8)混合均匀，然后加入固化剂和促进剂，混合均匀后得 到胶液；所述固化剂的加入量为聚硅氧烷环氧树脂质量的6%~8%，所述促进剂的加入量 为聚硅氧烷环氧树脂质量的0. 3%~0. 8% ;
[0016] 步骤四、采用挤出压延机对步骤三中所述胶液进行挤出压延成型，最终得到厚度 为100 y m，导热系数不小于2. 6W/m ?!(，击穿电压不小于9kV的铝基覆铜箔板高导热绝缘介 质胶膜。
[0017] 上述的一种铝基覆铜箔板高导热绝缘介质胶膜的生产方法，其特征在于，步骤一 中所述聚硅氧烷环氧树脂的色度不大于2Gardner，粘度为8000cps~15000cps，环氧当量 为400g/eq~500g/eqg/eq，数均分子量为520~580。
[0018] 上述的一种铝基覆铜箔板高导热绝缘介质胶膜的生产方法，其特征在于，步骤 一中所述1，2_环氧-4-乙烯基环己烷和端氢硅油的摩尔比为4 : 1，所述催化剂用量为 1，2-环氧-4-乙烯基环己烷和端氢硅油总质量的0. 018%，所述反应的温度为85°C，所述反 应的时间为8h。
[0019] 上述的一种铝基覆铜箔板高导热绝缘介质胶膜的生产方法，其特征在于，步骤二 中所述A1N粉的平均粒径为5 y m。
[0020] 上述的一种铝基覆铜箔板高导热绝缘介质胶膜的生产方法，其特征在于，步骤二 中所述偶联剂为硅烷偶联剂A-187
[0021] 上述的一种铝基覆铜箔板高导热绝缘介质胶膜的生产方法，其特征在于，步骤三 中所述固化剂为双氰胺，所述促进剂为咪唑。
[0022] 上述的一种铝基覆铜箔板高导热绝缘介质胶膜的生产方法，其特征在于，步骤三 中所述固化剂的加入量为聚硅氧烷环氧树脂质量的7%，所述促进剂的加入量为聚硅氧烷 环氧树脂质量的0. 5%。
[0023] 本发明与现有技术相比具有以下优点：
[0024] 1、本发明通过对高导热绝缘介质胶各组分的调整和挤出压延成型工艺，从而制备 厚度100 ym左右、性能优异的高导热绝缘介质膜。满足生产的高导热绝缘介质胶膜，使其 可应用LED照明、大功率电源、军用电子及高频微电子设备方面的铝基板，解决电子器件的 散热问题，从而降低产品运行温度，提高产品功率密度和可靠性，延长产品使用寿命；缩小 产品体积，降低硬件及装配成本；取代易碎的陶瓷基板，获得更好的机械耐久力等优点；
[0025] 2、本发明采用挤出压延成型可克服传统成型方法溶剂挥发造成的环境污染；
[0026] 3、本发明可提高高导热铝基覆铜板的击穿电压、耐浸焊性和导热性等；
[0027] 4、本发明所用挤出压延成型设备为现有设备，成型工艺简单，产品稳定性容易保 证。
[0028] 5、本发明所制胶膜在未添加任何溶剂，也没有韧性改性剂的条件下，仍具有优异 的柔韧性能，并且胶膜密度、硬度、拉伸强度、回弹力、剥离强度、高频介电常数、体积电阻、 耐浸焊性等性能均满足国家标准要求，具有广泛的应用前景。
[0029] 下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
【具体实施方式】 [0030] 实施例1
[0031] 本实施例铝基覆铜箔板高导热绝缘介质胶膜的生产方法包括以下步骤：
[0032] 步骤一、采用1，2-环氧-4-乙烯基环己烷和端氢硅油为原料，采用铂络合物为催 化剂，在1，2-环氧-4-乙烯基环己烷和端氢硅油的摩尔比为4 : 1，催化剂的质量为1，2-环 氧-4-乙烯基环己烷和端氢硅油总质量的0. 018%，反应温度为85°C的条件下反应8h，得到 聚硅氧烷环氧树脂；
[0033] 本实施例所合成的聚硅氧烷环氧树脂的色度< 2Gardner，粘度为lOOOOcps~ 12000cps，环氧当量为460g/eq~480g/eq，数均分子量为520~540 ;
[0034] 步骤二、将硅烷偶联剂A-187和无水乙醇按质量比1 : 100混合均匀，得到偶联剂 稀释液，然后将平均粒径为5 y m的A1N粉加入到偶联剂稀释液中搅拌均匀后放入干燥箱 中干燥，直至无水乙醇完全挥发，得到改性A1N粉；所述A1N粉与偶联剂稀释液的质量比为 1:1;