金属基覆铜板及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种金属基覆铜板及其制备方法。所述的金属基覆铜板由依次叠置的铜箔层、绝缘层和金属基层组成；所述的绝缘层不含有玻璃纤维；所述的绝缘层为将胶液以丝网印刷的方式直接涂抹在金属基层上所形成的涂层；所述的绝缘层的厚度为50-200μm。本发明提高了金属基覆铜板的导热系数，降低了热阻，提高了产品的导热性。
【专利说明】金属基覆铜板及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及印制电路板领域，尤其涉及一种金属基覆铜板及其制备方法。
【背景技术】
[0002]随着印刷电路板行业和LED行业的飞速发展，电子产品的功率越来越高，放置密度越来越大，如何解决散热及结构设计问题，已成为当今电子工业设计的一个巨大的挑战。金属基覆铜板无疑是解决散热问题的有效手段之一。与传统的FR-4和CEM-3板材相比，金属基覆铜板具有较高的散热性，使金属基覆铜板具有极好的热传导功能，同时，它还具备优良的尺寸稳定性和容易加工的特点。目前国内大量使用的金属基覆铜板当中，绝缘层由玻璃纤维布上胶制成，一方面强烈要求金属基覆铜板具有高散热的技术发展趋势，另一方面，绝缘层中玻璃纤维作为热的不良导体降低了金属基覆铜板整体导热性。因此，对于上述技术问题的研究和解决，已成为本领域技术人员的一项较为重要的研究课题。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题在于克服了现有技术中的金属基覆铜板中绝缘层的导热性差的缺陷，提供了一种金属基覆铜板及其制备方法。本发明的金属基覆铜板提高了金属基覆铜板的导热系数，降低了热阻，提高了产品导热性。
[0004]本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:
[0005]本发明提供了一种金属基覆铜板；所述的金属基覆铜板由依次叠置的铜箔层、绝缘层和金属基层组成；所述的绝缘层不含有玻璃纤维；所述的绝缘层为将胶液以丝网印刷的方式直接涂抹在金属基层上所形成的涂层；所述的绝缘层的厚度为50-200 μ m。
[0006]本发明中，所述的金属基层较佳地为铝板、铜板、硅钢板、不锈钢板或铝合金板。
[0007]本发明中，所述的胶液的原料配方较佳地包括下述质量份的组分:树脂450-500份，固化剂8-12份，固化促进剂0.2-0.3份，溶剂100-120份和占所述的胶液的总质量的0-75%的无机填料。
[0008]其中，所述的树脂可为本领域印制电路板用胶液常规使用的各种树脂，较佳地为环氧树脂、双马来酰胺树脂和聚氨酯树脂中的一种或多种。所述的环氧树脂较佳地包括酚醛环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、溴化环氧树脂和含磷环氧树脂中的一种或多种。所述的环氧树脂的环氧当量较佳地为400-550。
[0009]其中，所述的固化剂可为印制电路板领域制备胶液时常规使用的各种固化剂，较佳地为胺类固化剂、酸酐类固化剂和高分子类固化剂中的一种或多种。所述的胺类固化剂可选用本领域各种常规的胺类固化剂，较佳地为乙二胺、2-乙烯-3-胺、2-氨基-2-苯甲烷、双氰胺、2-氨基-2-苯酚和有机酰肼中的一种或多种。所述的酸酐类固化剂可选用本领域各种常规的酸酐类固化剂，较佳地为邻苯二甲酸酐和/或2-苯醚-4-酸酐。所述的高分子类固化剂可选用本领域各种常规的高分子类固化剂，较佳地为酚醛树脂和/或苯并恶嗪树脂。[0010]其中，所述的固化促进剂可选用本领域印制电路板用胶液中常规使用的各种固化促进剂，较佳地包括叔胺类固化促进剂和/或咪唑类固化促进剂。所述的叔胺类固化促进剂可选用本领域各种常规的叔胺类固化促进剂，较佳地为苄基-2-苯胺和/或三乙醇胺。所述的咪唑类固化促进剂可选用本领域各种常规的咪唑类固化促进剂，较佳地为1-甲基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑和2- ^烷基咪唑中的一种或多种。
[0011]其中，所述的溶剂可选用本领域印制电路板用胶液中常规使用的各种溶剂，较佳地为丙酮、丁酮、环己酮、甲基异丁基甲酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、乙二醇甲醚和丙二醇甲醚中的一种或多种。
[0012]其中，所述的无机填料可选用印制电路板领域制备胶液时常规使用的各种无机填料，较佳地为氮化铝、氮化硼、氮化硅、氧化铝、氧化铍、二氧化硅、氧化镁、碳化硅、陶瓷粉和玻璃粉中的一种或多种。所述的无机填料的粒径较佳地为1-100 μ m。
[0013]所述的胶液的原料配方较佳地为下述配方中的任一种:配方一:以质量份计，树脂为450-460份的酚醛环氧树脂，固化剂为8-9份的乙二胺，固化促进剂为0.2-0.3份的苄基-2-苯胺，溶剂为105-115份的丙酮，无机填料为15%-20%的氮化硼；配方二:以质量份计，树脂为480-490份的双酚A型环氧树脂，固化剂为10-12份的2-氨基-2-苯甲烷，固化促进剂为0.2-0.3份的2-甲基咪唑，溶剂为95-105份的二甲基甲酰胺，无机填料为25%-30%的氮化铝；配方三:以质量份计，树脂为490-500份的溴化环氧树脂，固化剂为10-12份的邻苯二甲酸酐，固化促进剂为0.2-0.3份的三乙醇胺，溶剂为95-105份的乙二醇甲醚，无机填料为35%-40%的陶瓷粉；配方四:以质量份计，树脂为450-460份的双马来酸酐树脂，固化剂为10-12份的2-氨基-2-苯甲烷，固化促进剂为0.2-0.3份的2-1^一烷基咪唑，溶剂为95-105份的甲 基异丁基甲酮，无机填料为50%-55%的碳化硅；配方五:以质量份计，树脂为450-460份的聚氨酯树脂，固化剂为8-10份的2-氨基-2-苯酚，固化促进剂为0.2-0.3份的2-苯基-4-甲基咪唑，溶剂为95-105份的丙二醇甲醚，无机填料为70%_75%的氮化硅。
[0014]本发明中，所述的胶液较佳地按下述步骤制得:(I)将所述固化剂、所述固化促进剂和所述溶剂混合，搅拌至溶解得混合物A ; (2)将所述的混合物A与所述的树脂混合，搅拌均匀得混合物B ；(3)当所述的胶液的原料配方包括无机填料时，将所述的混合物B与所述的无机填料混合，高速剪切，熟化后即可；当所述的胶液的原料配方不包括无机填料时，将所述的混合物B熟化，即可。
[0015]步骤(1)中，所述的搅拌的时间以使所述固化剂和所述固化促进剂完全溶解为准，较佳地为2-5小时。所述搅拌的转速较佳地为800-1500rpm。
[0016]步骤(2)中，所述的搅拌的时间较佳地为3-5小时。所述搅拌的转速较佳地为1000-1500rpmo
[0017]步骤(3)中，所述的高速剪切的时间较佳地为30-120分钟。所述的高速剪切的转速较佳地为2500-5000rpm。所述的熟化可采用本领域常规的熟化操作，较佳地为以1000-1500rpm的转速搅拌6-8小时。
[0018]本发明中，所述的丝网的材质可采用本领域的常规材质，如尼龙丝网、涤纶丝网、不锈钢丝网或镀镍涤纶丝网。[0019]其中，所述的丝网的编织方法可采用本领域的各种常规编织方法，如平织、斜纹织、半绞织或全绞织。
[0020]其中，所述的丝网的网格大小为本领域常规，较佳地为60-160目。
[0021]本发明还提供上述金属基覆铜板的制备方法，其包括下述步骤:(1)将所述胶液通过丝网印刷的方式直接涂抹在金属基层上，置于烘箱中加热，使胶液半固化，得含金属基层的半固化片；(2)将步骤(1)所述的半固化片覆上铜箔层，进行压制即可。
[0022]步骤(1)中，所述的涂抹较佳地在丝网上胶机上进行。
[0023]步骤(1)中，所述的丝网印刷较佳地为:将丝网印版覆在金属基层上，再涂抹上胶液，并加压使胶液通过丝网印版的孔眼转移到金属基层上，然后移除丝网印版，使胶液在金属基层上形成一层厚度很薄、但致密均匀的胶液层。
[0024]步骤(1)中，所述的加热的温度较佳地为170_220°C ;所述的加热的时间较佳地为2-5min ;所述的 胶液的凝胶时间较佳地为70_130s。所述的半固化片的流动度较佳地为5%-20%，所述的半固化片的挥发分较佳地为< 0.75%。所述的半固化片中胶液的厚度较佳地为 50-200 μ m。
[0025]步骤(2)中，所述的压制的温度较佳地为135_220°C，所述的压制的压力较佳地为20-40Kg/m2，所述的压制的时间较佳地为60-150min。
[0026]在制得金属基覆铜板后，较佳地还包括以下步骤:拆卸、加工和检验。
[0027]在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
[0028]本发明所用试剂和原料均市售可得。
[0029]本发明的积极进步效果在于:本发明的金属基覆铜板去除了绝缘层中玻璃纤维布这一热的不良导体的使用，提高了金属基覆铜板的导热系数，降低了热阻，提高了产品导热性。
【具体实施方式】
[0030]下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
[0031]实施例1
[0032]本实施例中胶液的原料组分见表1所示:
[0033]表1实施例1的胶液的原料成分表
[0034]
酚醛环氧树脂|450Kg
乙二胺8?
苄基-2-苯胺0.2Kg
WlIlOKg
【权利要求】
1.一种金属基覆铜板，其特征在于:所述的金属基覆铜板由依次叠置的铜箔层、绝缘层和金属基层组成；所述的绝缘层不含有玻璃纤维；所述的绝缘层为将胶液以丝网印刷的方式直接涂抹在金属基层上所形成的涂层；所述的绝缘层的厚度为50-200 μ m。
2.如权利要求1所述的金属基覆铜板，其特征在于:所述的金属基层为铝板、铜板、硅钢板、不锈钢板或铝合金板；所述的胶液的原料配方包括下述质量份的组分:树脂450-500份，固化剂8-12份，固化促进剂0.2-0.3份，溶剂100-120份和占所述的胶液的总质量的0-75%的无机填料。
3.如权利要求1所述的金属基覆铜板，其特征在于:所述的丝网的材质为尼龙丝网、涤纶丝网、不锈钢丝网或镀镍涤纶丝网；所述的丝网的编织方法为平织、斜纹织、半绞织或全绞织；所述的丝网的网格大小为60-160目。
4.如权利要求2所述的金属基覆铜板，其特征在于，所述的树脂为环氧树脂、双马来酰胺树脂和聚氨酯树脂中的一种或多种；所述的固化剂为胺类固化剂、酸酐类固化剂和高分子类固化剂中的一种或多种；所述的固化促进剂包括叔胺类固化促进剂和/或咪唑类固化促进剂；所述的溶剂为丙酮、丁酮、环己酮、甲基异丁基甲酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、乙二醇甲醚和丙二醇甲醚中的一种或多种；所述的无机填料为氮化铝、氮化硼、氮化硅、氧化铝、氧化铍、二氧化硅、氧化镁、碳化硅、陶瓷粉和玻璃粉中的一种或多种。
5.如权利要求4所述的金属基覆铜板，其特征在于，所述的环氧树脂为酚醛环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、溴化环氧树脂和含磷环氧树脂中的一种或多种；所述的环氧树脂的环氧当量为400~550 ;所述的胺类固化剂为乙二胺、2-乙烯-3-胺、2-氨基-2-苯甲烷、双氰胺、2-氨基-2-苯酚和有机酰肼中的一种或多种；所述的酸酐类固化剂为邻苯二甲酸酐和/或2-苯醚-4-酸酐；所述的高分子类固化剂为酚醛树脂和/或苯并恶嗪树脂；所述的叔胺类固化促进剂为苄基-2-苯胺和/或三乙醇胺；所述的咪唑类固化促进剂为1-甲基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-苯基-4-甲基咪唑和2-1^一烷基咪唑中的一种或多种；所述的无机填料的粒径为I~100 μ m。
6.如权利要求2、4或5所述的金属基覆铜板，其特征在于:所述的胶液按下述步骤制得:(I)将所述固化剂、所述固化促进剂和所述溶剂混合，搅拌至溶解得混合物A ; (2)将所述的混合物A与所述的树脂混合，搅拌均匀得混合物B ；(3)当所述的胶液的原料配方包括无机填料时，将所述的混合物B与所述的无机填料混合，高速剪切，熟化后即可；当所述的胶液的原料配方不包括无机填料时，将所述的混合物B熟化，即可。
7.如权利要求6所述的金属基覆铜板，其特征在于:步骤(1)中，所述的搅拌的时间为2-5小时；和/或，所述的搅拌的转速为800-1500rpm ； 和/或，步骤(2)中，所述的搅拌的时间为3-5小时；和/或，所述搅拌的转速为1000-1500rpm ； 和/或，步骤(3)中，所述的高速剪切的时间为30-120分钟；和/或，所述的高速剪切的转速为2500-5000rpm ;和/或，所述的熟化为以1000_1500rpm的转速搅拌6_8小时。
8.如权利要求1~7中任一项所述的金属基覆铜板的制备方法，其特征在于:其包括下述步骤:(I)将所述胶液通过丝网印刷的方式直接涂抹在金属基层上，置于烘箱中加热，使胶液半固化，得含金属基层的半固化片；(2)将步骤(1)所述的半固化片覆上铜箔层，进行压制即可。
9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于:所述的丝网印刷为将丝网印版覆在金属基层上，再涂抹所述胶液，并加压使胶液通过丝网印版的孔眼转移到金属基层上，然后移除丝网印版，使胶液在金属基层上形成绝缘层。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于:步骤(1)中，所述的加热的温度为170-2200C ;所述的加热的时间为2-5min ;所述的胶液的凝胶时间为70_130s ;所述的半固化片的流动度为5%-20%，所述的半固化片的挥发分为< 0.75% ;所述的半固化片中胶液的厚度为50-200 μ m。
11.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于:步骤(2)中，所述的压制的温度为135-220°C，所述的压 制的压力为20-40Kg/m2，所述的压制的时间为60_150min。
【文档编号】B32B27/18GK103963381SQ201410078764
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年3月5日 优先权日:2014年3月5日
【发明者】韩涛, 胡瑞平 申请人:金安国纪科技股份有限公司