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箱板封装材料技术领域，具体涉及一种铝基覆铜箱板高导热 绝缘介质胶膜的生产方法。
【背景技术】
[0002] 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。铝基覆铜板 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] LEDinside最新"2015全球LED照明市场趋势"报告显示，2015年全球LED照明 市场规模将达到257亿美金，中国市场占有21 %的市场份额。铝基覆铜箱板占 LED产值的 8%，中国2015年LED铝基覆铜箱板产值达4. 3亿美金。LED照明产值呈30%速度增加。
[0004] 中国电子材料学会覆铜板协会"2014年度中国覆铜板行业调查统计分析报告"指 出，2014年我国铝基覆铜板产量为2345万平方米，产值达30亿人民币，其中98%用于LED 照明。用于大功率电源的铝基覆铜板在2014年进口达100多万平方米，交易金额达1亿多 美兀。
[0005] 铝基覆铜板是一种具有良好散热功能的金属基覆铜板，是印制电路板极其重要的 基础材料。它由独特的三层结构所组成，具体由电路层（铜箱）、导热绝缘层和铝基层在高 温下压制而成。高导热型铝基覆铜箱板的核心技术是绝高导热绝缘介质胶膜，它主要起到 粘接、电绝缘和导热的功能，这就要求绝缘介质胶膜具有很好的柔韧性，同时要求其固化后 具有导热率高、介电常数低、剥离强度大、击穿电压高、耐阻焊性好等特点。作为高导热型铝 基覆铜箱板的核心，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、分 散剂等组成。我国目前制作高导热绝缘介质胶膜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。这些制作胶膜的过程中都会使用溶剂，而采用溶剂制备胶膜会影响铝基覆铜 箱板的击穿电压、耐浸焊性以及耐候性。无溶剂制备高导热绝缘胶膜则要求有适应无溶剂 制备高导热绝缘介质胶膜的树脂体系以及加工成膜方法。
[0006] 我国铝基覆铜箱板中间绝缘层大多采用玻纤布环氧半固化片，导热系数大约在 0. 3W/m · K，产量占到了 70%，还有采用溶剂法制备导热绝缘介质胶膜，但由于残余溶剂存 在和增韧剂等原因，击穿电压、热阻和耐湿性不能达到LED照明所需铝基覆铜板的技术要 求，使LED寿命、耐候性、亮度和色度大大降低，不能满足LED照明的寿命（国外LED照明寿 命达6~8万小时，而我国不足2万小时）和可靠性要求。如果按照中国照明协会对于绝 缘击穿电压"D-48/50+D-0. 5/23 3 46kV/mm"要求，大陆和台湾地区铝基覆铜板都不能达到 耐湿性要求。
[0007] 我国是铝基覆铜箱板的生产和消费大国，却因为没有先进的绝缘介质膜技术而无 法突破国外的垄断。国外对铝基覆铜箱板绝缘介质膜技术完全是保密的，国内虽然在这 方面已经开展了十几年的研究，但所制绝缘介质胶膜的成膜性不好，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 铜箱板的需求。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)和台湾地区进口，胶膜售价达300元/m 2。这就大大提高了铝基覆铜箱板的成本， 因此研究开发具有自主知识产权的铝基覆铜箱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] 综上所示，亟需自主研发一种能够满足用于铝基覆铜箱板的高导热绝缘介质胶 膜。
【发明内容】
[0009] 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，提供一种铝基覆铜箱 板高导热绝缘介质胶膜的生产方法。采用该方法生产的铝基覆铜箱板高导热绝缘介质胶膜 的成膜性好，热变形温度、热导率、剥离强度等性能优良，满足国内高导热型铝基覆铜箱板 的需求，应用前景广泛，适于大规模工业化生产。
[0010] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种铝基覆铜箱板高导热绝缘 介质胶膜的生产方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0011] 步骤一、将环氧丙烯酸酯树脂、1，6己二醇二丙烯酸酯、光引发剂和偶联剂按质量 比（60~65) : (28~32) : (4~6) : 1混合均匀，得到胶液A ;
[0012] 步骤二、将环氧树脂、双氰胺和咪唑按质量比100 : (7~10) : (0.3~0.8)混 合均匀，得到胶液B ;
[0013] 步骤三、将步骤一中所述胶液A和步骤二中所述胶液B按质量比1 : (2. 5~3) 混合均匀，得到胶液C ;
[0014] 步骤四、将AlN粉加入步骤三中所述胶液C中混合均匀，得到胶液D ;
[0015] 步骤五、将步骤四所述胶液D均匀涂覆在离型膜上，经紫外光固化处理后得到铝 基覆铜箱板高导热绝缘介质胶膜；所述铝基覆铜箱板高导热绝缘介质胶膜的导热系数为 2W/m · K ~3W/m · K0
[0016] 上述的一种铝基覆铜箱板高导热绝缘介质胶膜的生产方法，其特征在于，步骤一 中所述胶液A中环氧丙烯酸酯树脂、1，6己二醇二丙烯酸酯、光引发剂和偶联剂的质量比为 64 : 30 : 5 : 1〇
[0017] 上述的一种铝基覆铜箱板高导热绝缘介质胶膜的生产方法，其特征在于，步骤一 中所述光引发剂为光引发剂1173。
[0018] 上述的一种铝基覆铜箱板高导热绝缘介质胶膜的生产方法，其特征在于，步骤一 中所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-560。
[0019] 上述的一种铝基覆铜箱板高导热绝缘介质胶膜的生产方法，其特征在于，步骤一 中所述胶液A的粘度为900cps~lOOOcps。
[0020] 上述的一种铝基覆铜箱板高导热绝缘介质胶膜的生产方法，其特征在于，步骤二 中所述胶液B中环氧树脂、双氰胺和咪唑的质量比为100 : 8 : 0.5。
[0021] 上述的一种铝基覆铜箱板高导热绝缘介质胶膜的生产方法，其特征在于，步骤二 中所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂。
[0022] 上述的一种铝基覆铜箱板高导热绝缘介质胶膜的生产方法，其特征在于，步骤四 中所述胶液D中AlN粉的质量百分含量为70 %~80%。
[0023] 上述的一种铝基覆铜箱板高导热绝缘介质胶膜的生产方法，其特征在于，步骤四 中所述AlN粉的平均粒径为5 μ m。
[0024] 上述的一种铝基覆铜箱板高导热绝缘介质胶膜的生产方法，其特征在于，步骤五 中所述铝基覆铜箱板高导热绝缘介质胶膜的厚度为100 μ m。
[0025] 采用本发明铝基覆铜箱板高导热绝缘介质胶膜生产铝基覆铜箱板的方法为：将胶 膜夹设于铝基层和电路层（铜箱）之间，在温度为170°C，压力为20MPa的条件下压制固化 2h，得到铝基覆铜箱板。
[0026] 本发明的作用机理为：本发明生产高导热绝缘介质胶膜的过程中采用了两种树脂 体系：一种是环氧树脂体系，本发明通过对固化剂和促进剂的种类进行筛选，最终采用双氰 胺为固化剂，采用咪唑为促进剂，并通过对其用量进行优化，使环氧树脂体系在胶膜制备过 程中不发生交联反应（只在后续热压制备铝基覆铜箱板的过程中发生交联），提高了环氧 体系在铝基覆铜箱板制备中的固化程度、储存稳定性、剥离强度和耐浸焊性，从而保证铝基 覆铜箱板质量的稳定性；另一种是以环氧丙烯酸酯树脂为主要组分的丙烯酸光敏树脂紫外 光固化体系，丙烯酸光敏树脂紫外光固化体系是胶膜的成膜物质，将高导热绝缘介质一胶 液D涂覆在离型膜上后，光引发剂在紫外光的作用下产生活性自由基，活性自由基引发环 氧丙烯酸酯树脂和交联剂中的不饱和双键发生共聚合反应。同时，自由基也会引发交联剂 单体分子中的双键，发生均聚合反应，使之生成相对分子质量较大的均聚物后，再与线型结 构的环氧丙烯酸酯树脂共聚，从而实现交联固化。紫外光固化过程中，涂覆在离型膜上的胶 液D能够在数秒内由液态转化为固态，从而完成高导热绝缘介质胶膜的成膜。
[0027] 本发明与现有技术相比具有以下优点：
[0028] 1、本发明生产高导热绝缘介质胶膜的过程中采用了两种树脂体系，其中环氧树脂 体系能够在胶膜制备过程中不发生交联反应，只在压制铝基覆铜箱板的过程中发生固化反 应，提高了环氧体系在铝基覆铜箱板制备中的固化程度、储存稳定性、剥离强度和耐浸焊 性，从而保证铝基覆铜箱板质量的稳定性。
[0029] 2、本发明从环氧树脂固化体系、丙烯酸光敏树脂紫外固化体系的种类和用量方面 进行筛选和优化，并通过研究各工艺参数对于胶膜性能如密度、硬度、拉伸强度、回弹力、剥