导热覆铜箔基板的制作方法

文档序号:8201977阅读:375来源:国知局
专利名称:导热覆铜箔基板的制作方法
技术领域
本发明关于一种导热覆铜箔基板,尤指一种添加无机填充物的导热覆铜箔基板。
背景技术
传统发光二极管(LED)用在指示灯、手机、(个人数字助理)PDA及消费性电子产 品上时,只产生少许热量,因此对于LED的散热条件无特别需求。随着发光二极管(LED)发光效率逐年提升,于使用时会散发大量热能,若使用LED 为取代白炽灯、荧光灯等照明用途,则必须具备妥善的散热管理以降低热阻,需使LED灯运 作时的温度尽量处于50 70°C左右的低温状态,LED灯的寿命方可达到较长的时间与光波 长的稳定。目前白光LED光效能已接近801m/W,约为白炽灯的5 6倍,因此LED灯有着环 保节能与高亮度的优势,其中LED灯的散热管理则成为LED商业化的关键角色。上述LED灯中的LED模块具有多种热管理的型态,例如散热器、风扇、散热膏、热管 及LED用印刷电路板。LED模块因传统印刷电路板导热值约0. 3ff/mk 0. 4ff/mk无法负荷 LED模块的热量,故现有中发光二极管(LED)模块皆选用具有高导热的铝/铜金属基板或陶 瓷板做为印刷电路板的材料。其中金属基板导热值约1. 0 4. OW/mk,但却有加工困难,印 刷电路板(PCB)工艺同步率较差、金属材质的成本高等多项缺点。陶瓷基板的导热值约在 24 170W/mk,但其制作成本与加工工艺困难更甚金属基板。

发明内容
为了改善现有中用于发光二极管的印刷电路板的缺失,本发明的目的在提供一种 导热覆铜箔基板,提供印刷电路板(PCB)工艺加工与成本皆具有竞争力的基板材料选用机 会,且该导热铜箔基板具有与金属基板相匹配的导热能力。为了达到上述的目的,本发明提供一种导热覆铜箔基板,包含金属铜箔层与导热 绝缘层,导热绝缘层是为环氧树脂胶与玻璃纤维布的补强材组成,其环氧树脂胶包括(a) 环氧树脂是为磷系环氧树脂、溴化环氧树脂、四官能基环氧树脂、或高分子双酚A环氧树脂 等所构成,其中该高分子双酚A环氧树脂所构成的分子量是可为850 1050之间,(b)硬化 剂是由双氰胺、二氨基二苯磺酸(DDS)、酚醛树脂或酸酐所构成,(c)催化剂是由2-MI (2-甲 基咪唑)、2PZ(2-苯基咪唑)、2E4MZ(2-乙基,4-甲基咪唑)所构成,(d)无机填充物是为选 自于三氧化二铝或二氧化硅或氮化铝或氮化硼的至少一种成份所构成,(e)添加型阻燃剂 是可为添加型溴化阻燃剂或添加型磷系阻燃剂。综上所述,本发明的导热覆铜箔基板提供一导热能力与金属基板相近但制造加工 与原料成本较金属基板简易且具有成本竞争力,相较于陶瓷与金属基板能大幅减少制作与 材料成本与简化PCB加工的工艺。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述,但不作为对本发明的限定。


图1本发明的导热覆铜箔基板的制作流程图2至图4本发明的导热覆铜箔基板制造设备的示意图;以及
图5本发明的导热覆铜箔基板的剖面示意图。
其中,附图标记
导热覆铜箔基板100
导热绝缘层IlOUlOa
补强材111
金属铜箔层120
搅拌机200
输送设备210
浸泡槽300
卷收机400
传输机构500
烘干机600
回收机700
裁切机800
压合机900
具体实施例方式下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述请参阅图1至图5,图1本发明的导热覆铜箔基板的制作流程图,图2至图4本发 明的导热覆铜箔基板制造设备的示意图。该导热覆铜箔基板最后成品的结构可参考图5所 示。首先,可先制作一无机填充物与一黏着剂。该无机填充物是可为一导热填充物,其成份 是可由选自于三氧化二铝(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)、氮化铝或氮化硼的至少一种成份所构 成的无机填充物。之后,可对上述的无机填充物加以研磨,借以形成粉末状的无机填充物。该粉末状 的无机填充物可依据粒径大小区分成至少一粒径等级,使各粒径等级的粉末状的无机填充 物具有相近的粒径尺寸,于本实施例中是采用小于IOOum粒径的无机填充物。该黏着剂是由环氧树脂、硬化剂、催化剂与添加型阻燃剂所构成。该环氧树脂是由 磷系环氧树脂、溴化环氧树脂、四官能基环氧树脂、或高分子双酚A环氧树脂所构成,其中 该高分子双酚A环氧树脂所构成的分子量是可为850 1050之间。该硬化剂是由双氰胺 (DICY)、DDS、酚醛树脂或酸酐所构成。该添加型阻燃剂可为添加型溴化阻燃剂或添加型磷 系阻燃剂、该催化剂由2-MI (2-甲基咪唑)、2PZ(2-苯基咪唑)、2E4MZ(2-乙基,4-甲基咪 唑)所构成(步骤S101)。以下请一并参考图2。之后,该黏着剂以重量百分比为30 60wt%的该无机填充 物与重量百分比为30 50wt%的黏着剂混合后,经由一搅拌机200高速搅拌60分钟后以 形成一环氧树脂胶。其中该黏着剂与该无机填充物的重量百分比总和小于等于100wt%。另以该黏着剂的细部成份来看,该环氧树脂胶的重量百分比可为20 40wt%,硬化剂的重量百分比可为10 30wt%,添加型阻燃剂的重量百分比可为0. 01 0. 05wt%, 其中该环氧树脂胶、该硬化剂、该添加型阻燃剂与该无机填充物的重量百分比的总和小于 等于 IOOwt %。另于上述无机填充物与黏着剂的混合过程中可加入一挥发性溶剂,其用以稀释黏 着剂,以加速无机填充物与黏着剂间的混合。该挥发性溶剂的成份可为丙酮等成份所构成, 此挥发性溶剂是为一现有技术在此不多加解释(步骤S103)。上述的环氧树脂胶可经由输送设备210,从该搅拌机200输送至一浸泡槽300中。 一补强材111可为由玻璃纤维所构成的玻璃纤维布,其重量可为210g/m2,因此该补强材 111可卷收为一布卷状,并设置于一卷收机400中。该补强材111可经由滚轮等传输机构500,从该卷收机400传输于该浸泡槽300以 浸泡该环氧树脂胶。于本实施例中,该补强材111经由浸泡后,该环氧树脂胶附着于该补强 材111的纤维内及该补强材111的表面。于该补强材111经过浸泡过后,可经由该传输机构500输送至一烘干机600加以 烘干,以形成半固化的一导热绝缘层110a。最后该导热绝缘层IlOa可经由一回收机700卷 收成一布卷状。(步骤S105)。请一并参考图3,上述的导热绝缘层IlOa可经由一裁切机800裁切成适当的大小, 并将多个裁切后的导热绝缘层110加以叠置。之后,可经由一贴合机(图未示)贴附二金 属铜箔层120于该叠置的导热绝缘层110的上下表面,该金属铜箔层120可为由铜箔所构 成的金属铜箔层,铜箔的规格为1盎司/平方英呎(oz/ft2)。于另一实施例中,该金属铜箔 层120可为一电解铜箔层,亦可可仅由一片金属铜箔层120贴合于一片导热绝缘层110的 上表面,或是两片金属铜箔层120贴合于一片导热绝缘层110的上下表面,均未超出本发明 的精神(步骤S107)。请一并参考图4。贴附完毕后,可传输于一压合机900将该压合该金属铜箔层120 于该导热绝缘层110,以形成该导热覆铜箔基板100(如图5所示)。经由实验可知,本发 明所制作的导热覆铜箔基板的导热值的范围可达1. 0 3. Off/mK,因而具有良好的导热性。 (步骤 S109)。上述的导热覆铜箔基板的材质与组合上述设备的制作流程是为本发明的特征,但 上述的搅拌机200、输送设备210、浸泡槽300、卷收机400、传输机构500、烘干机600、回收 机700、裁切机800、贴合机、与压合机900的本身是为一现有的设备,在此不多作累述。本发明经由添加适当重量百分比的无机填充物使覆铜箔基板具有优良的导热能 力与PCB工艺加工容易的优点,于环氧树脂胶组成中无机填充物的重量比为30 60%,无 机填充物重量比过低将无法达到导热的效果;反之则为于PCB加工进行钻孔等工艺中无法 达到良好的钻孔质量。本发明的导热效果可经由下述的实施得到证实。实施例一环氧树脂胶内无机填充 物重量比为20%、实施例二环氧树脂胶内无机填充物重量比为30%、实施例三环氧树脂胶 内无机填充物重量比为50%、与实施例四环氧树脂胶内无机填充物重量比为60%。将上述实施例涂布玻璃纤维布后与经过烘烤,在与铜箔压合形成覆铜箔基板进行 下表相关测试
权利要求
1.一种导热覆铜箔基板,其特征在于,包含 一金属铜箔层;以及一导热绝缘层,叠置于该金属铜箔层,又包含 一补强材,由玻璃纤维布所构成;以及 一环氧树脂胶,附着于该补强材;其中该环氧树脂胶包含无机填充物,该无机填充物的重量百分比为30 60wt%。
2.根据权利要求1所述的导热覆铜箔基板,其特征在于,该无机填充物为一导热填充物。
3.根据权利要求1所述的导热覆铜箔基板,其特征在于。该无机填充物为选自于三氧 化二铝、二氧化硅、氮化铝或氮化硼的至少一种成份所构成。
4.根据权利要求1所述的导热覆铜箔基板,其特征在于,该无机填充物为粉末状。
5.根据权利要求1所述的导热覆铜箔基板,其特征在于,环氧树脂胶还包含黏着剂,该 黏着剂的重量百分比为30 50wt%,该黏着剂与该无机填充物的重量百分比总和小于等 于 IOOwt %。
6.根据权利要求1所述的导热覆铜箔基板,其特征在于,该环氧树脂胶是由环氧树脂、 硬化剂、无机填充物、催化剂与添加型阻燃剂所构成。
7.根据权利要求6所述的导热覆铜箔基板,其特征在于,该环氧树脂是由磷系环氧树 脂、溴化环氧树脂、四官能基环氧树脂、或高分子双酚A环氧树脂所构成。
8.根据权利要求6所述的导热覆铜箔基板,其特征在于,该硬化剂是由双氰胺、二氨基 二苯磺酸、酚醛树脂或酸酐所构成。
9.根据权利要求6所述的导热覆铜箔基板,其特征在于,该添加型阻燃剂是为添加型 溴化阻燃剂或添加型磷系阻燃剂。
10.根据权利要求1所述的导热覆铜箔基板,其特征在于,该催化剂是由2-甲基咪唑、 2-苯基咪唑、2-乙基,4-甲基咪唑所构成。
11.根据权利要求1所述的导热覆铜箔基板,其特征在于,该金属铜箔层为一电解铜箔层。
12.根据权利要求11所述的导热覆铜箔基板,其特征在于,该无机填充物为选自于三 氧化二铝或二氧化硅或氮化铝或氮化硼的至少一种成份所构成。
13.根据权利要求1所述的导热覆铜箔基板,其特征在于,该导热覆铜箔基板的导热值 大于 1. OW/mK。
全文摘要
本发明公开一种导热覆铜箔基板,其导热值大于1.0W/mK,该导热覆铜箔基板是于一玻璃纤维布上涂布一环氧树脂胶以形成一导热绝缘层,该导热绝缘层的上下表面外压合金属铜箔,环氧树脂胶内无机填充物占30~60%的重量百分比。
文档编号H05K7/20GK101998760SQ20091016847
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月26日 优先权日2009年8月26日
发明者何景新, 王仁均 申请人:台光电子材料股份有限公司
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