专利名称：：用于散热片表面改性的组合物和利用其对用于印刷电路板的散热片进行表面处理的方法
技术领域：
：本发明涉及一种用于散热片(散热器，heatsink)的表面改性的组合物和利用该组合物对用于印刷电路板的散热片进行表面处理的方法，更具体地，涉及一种用于散热片的表面改性的组合物和利用该组合物对散热片进行表面处理的方法，由此该组合物使印刷电赠_板自身可以释方文热量且保证优异的粘合强度。
背景技术：
：线设计将电子元件电连接至基板上。印刷电路板是重要的电子产如果说半导体是的大脑的话，那么印刷电路板就是神经系统。口C随着诸如家用电器、移动产品、半导体设备和工业积4成之类的消费产品的迅速发展，对印刷电路板的需求也在不断增加。此外，随着对具有较小尺寸和具有较先进性能的电子元件的开发，不断地需要具有更小的尺寸、更轻的重量和更大的价值的印刷电路板产口cro虽然印刷电路板市场令人胆怯，然而对于某些印刷电路板产品的生产需求却在稳定增长。这样的产品可以是组合的多层板、刚性-柔性板、半导体封装板，以及环境友好型印刷电路板等，其需要高端技术，因而由于材料、设计和生产设备的原因不能在包括中国在内的亚洲国家制造。这些4支术#:应用于#:字电子产品中，例如移动电话、数码相机、DVD、液晶显示器、数码摄像机、笔记本电脑等。上述数字电子产品中的一个突出问题是由于多功能性而导致的增加的功率消耗，使在印刷电路板中产生热。因此，高效的热释;改正在成为防止故障发生的一个i义题并且已经提出了多种用于降低印刷电路板中的温度的方法。特别是这样的一种方法安装具有热传导性高的金属散热片，例如铝或铜，从而释》文在才喿作过程中产生的高水平的热。在现有4支术中，为了有效地进行热传递，在发热性电子部件和散热部件之间安装柔性片(flexiblesheet)或润滑脂(grease)。因此，从发热性电子部件至散热部件(例如散热片)的热流通路被认为是通过该柔性片或润滑脂的。当散热部件被安装在发热性电子部件上或紧靠生热电子部件或在发热性电子部件周围时，上述片或润滑脂是非常有效的。然而，当发热性电子部件和散热部件之间具有较宽的间隙时，则不能如所期望的那才羊实J见热4专递。因此，本发明提供了一种用于对散热片进行表面改性的组合物以及利用该组合物对印刷电路板的散热片进行表面处理的方法，而不使用现有技术中的薄片或润滑脂，其中该组合物可使散热片与预浸料(预浸料坯或半固片，prepreg)之间具有优异的粘合强度、容易地释放印刷电路板中产生的热，并消除在发热性电子部件和散热部4牛之间产生间隙的风险。
发明内容为了解决上述问题，本发明的一个方面提供了一种用于对散热片进行表面改性的组合物，该组合物包含相对于100重量份的蒸馏水的，0.01至10重量份的有才几钛化合物；0.01至5重量份的有机硅烷化合物；0.1至10重量份的有冲几酸；0.01至5重量份的螯合剂；以及0.1至10重量4分的纟爰冲剂。根据本发明的一种实施方式，有机钛化合物可以是选自由二乙醇胺钬酸酯(盐)、乙酰丙酮钬酸酯(盐)、乙酰乙酸乙酯钛酸酯(盐)、三乙醇胺4太酸酯(盐)、乳酸4太酸酯(盐)以及铵盐组成的组中的至少一种。根据本发明的一种实施方式，有机硅烷化合物可以是选自由乙基三曱氧基硅烷、缩水甘油氧基丙基三曱氧基硅烷、缩水甘油氧基丙基曱基二乙氧基硅烷、缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三曱氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷和它们的衍生物组成的组中的至少一种。才艮据本发明的一种实施方式，有才几酸可以是选自由乙酸、曱酸、琥珀酸、苹果酸、丙酸和己二酸ia成的组中的至少一种。才艮据本发明的一种实施方式，螯合剂可以是选自由次氮基乙酸、乙二胺四乙酸和三乙醇胺组成的组中的至少一种。根据本发明的一种实施方式，緩冲剂可以是选自由一元酸(一i"介酉史，monobasicacid)、二元酸(二i"介酸,dibasicacid)和它力']的盐组成的组中的至少一种。例如，緩冲剂可以是选自由乙酸、丙酸、已二酸、琥珀酸、氨基乙酸、.曱酸和它们的盐组成的组中的至少一种。本发明的另一个方面提供了一种用于对印刷电路板的散热片进4亍表面处理的方法，该方法包4舌制备散热片；对该散热片的至少一个表面进4亍蚀刻；以及利用本发明的组合物对所述散热片进行表面改性。当利用本发明的组合物对散热片的表面进行改性时，其可以提供与预浸料的优异的粘合强度，并便于产生的热的散逸。通过以下描述，包括附图和权利要求，本发明的其他方面和优点将变得显而易见并且更易于理解，或者可以通过实施本发明而得到教导。图la至图ld是举例说明根据本发明的一种实施方式的表面改性的过禾呈的示意图。具体实施例方式根据本发明的一种实施方式，提供了一种用于散热片的表面改性的组合物，该组合物包括相对对于100重量^f分的蒸馏水的0.01至10重量份的有机钛化合物；0.01至5重量份的有机硅烷化合物；0.1至10重量份的有机酸；0.01至5重量份的螯合剂；以及0.1至10重量份的緩冲剂。上形成粗糙表面层，从而可增加散热片和预浸料之间的粘合强度。在有机酸的存在下，有机钬化合物被氧化以形成钬氧化物而有机硅烷进一步促进上述氧化过程，这样可以形成增加粘合强度的钛氧化物层(粗纟造表面层)。下文^l寻更加"^细:l也描述本发明的组合物的《且成。在下通过被氧化为钛氧化物从而增强粘合强度。有机钛化合物的具体实例包括二乙醇胺钛酸酯(盐)、乙酰丙酮钬酸酯(盐)、乙酰乙酸乙酯钛酸酯、三乙醇胺钬酸酯(盐)、乳酸4太酸酯以及铵盐等，并且该有枳4太4匕合物可以单独-使用或作为由两种或多种形成的混合物使用。优选地，可以4吏用三乙醇胺4太酸酯(盐)。相对于100重量份的蒸馏水，可以含有范围为0.01至10重量份，更优选0.1至5重量份的有机钛化合物。如果有机钬化合物的含量小于0.01重量份，则可能不会在散热片上形成所期望的粗糙表面。如果有机钬化合物的含量超过10重量份，则可能会导致金属化合物的沉淀。化合物的氧化/人而增加粘合力。有机硅烷化合物的具体实例包括乙基三曱氧基硅烷、缩水甘油氧基丙基三曱氧基硅烷、缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三曱氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷和它们的衍生物等，并且该有机硅烷化合物可以单独使用或作为两种或多种的混合物4吏用。相对于100重量份的蒸馏水，可以包含范围为0.01至5重量份，更优选0.1至1重量份的有机硅烷化合物。如果有机硅烷化合物的含量少于0.01重量份，则不能充分增加与预浸料的粘合强度。如果有机硅烷化合物的含量超过5重量份，则会中断有机钬化合物的氧化。在本发明的组合物中所使用的有机酸是用来将有机钛氧化为相应的確太氧化物。有机酸的具体实例可以包括含有羧酸的酸，例如，乙酸、曱酸、琥珀酸、苹果酸、丙酸和己二酸等，并且该有才几酸可以单独4吏用或作为两种或多种的〉'昆合物4吏用。只t于100重量4分的蒸々留7jC，可以包含范围为0.1至10重量4分，更优选0.1至5重量份的有机酸。如果有机酸的含量少于0.1重量份，则难以维持pH。如果有机酸的含量超过10重量份，则会使粘合强度变差。在本发明的组合物中使用的螯合剂可以螯合在形成钬氧化物的过程中产生的溶解离子，使溶液保持清澈，并通过防止离子对表面处理造成损害而形成均匀的4太氧化物。螯合剂的具体实例可包括次氮基乙酸、乙二胺四乙酸和三乙醇胺等，并且该螯合剂可以单独使用，或作为两种或多种的混合物使用。对于100重量份的蒸馏水，可以包含范围为0.01至5重量份，更优选O.l至1重量份的螯合剂。如果螯合剂的含量少于0.01重量份，则难以络合溶解的金属离子。如果螯合剂的含量超过5重量份，则会4吏散热片的蚀刻效率和相4造表面的形成变差。在本发明的组合物中使用的緩冲剂可使pH对于将混合的外来酸和》咸而^f呆持不变。緩冲剂的具体实例可以包括选自一元酸、二元酸和它们的盐中的至少一种。乙酸、丙酸、己二酸、琥珀S吏、氨基乙酸、曱酸和它们的盐可以单独使用或作为两种或多种的混合物使用。相对于100重量^f分的蒸馏水，可以包含范围为0.1至10重量份，更优选0.5至5重量份的緩冲剂。如果緩冲剂的含量少于0.1重量份，则难以使pH保持不变。如果緩沖剂的含量超过10重量份，则不能起到作为緩沖剂的作用。本发明的组合物可以进一步包括用于增加有机钛化合物和有机硅烷化合物的溶解度的有机溶剂。有才几溶剂的具体实例可以包4舌异丙醇、庚夂克等，并且该有冲几溶剂可以单独^使用、或作为两种或多种的混合物4吏用。才艮据一种实施方式，可以-使用异丙醇。相对于100重量4分的蒸馏水，可以包含范围为0.1至10重量^分的有4几溶剂。以下将参照图la至图ld,对才艮据本发明的另一方面的用于对印刷电路板散热片进行表面处理的方法作详细描述。根据本发明的另一种实施方式，对印刷电路板散热片进行表面处理的方法可以包:l舌制备散热片100(图la);蚀刻散热片100的至少一个表面(图lb);以及利用本发明的组合物对散热片100的表面进行改性(图lc)。在本发明中使用的散热片100可以是金属，例如铝(Al)、铝(Al)1100、4吕(Al)1050k乂及4吕(Al)1235,并且才艮才居一种实施方式，可以-使用Al1235。在制备散热片100的步骤中(图la)，可将散热片100的表面除油，/人而除去散热片100的至少一个表面上的油以^更于々虫刻。可以在50-60°C的温度下使用含有氬氧化钠(例如EAC-703,可获自Y.M.TechnologyCo.,Ltd.,韩国)的金属去油剂(metaldegreaser)对散热片100除油5-10分钟。在对散热片IOO除油后，可用水清洗以用于蚀刻。在本发明(图lb)中，可以在20-30°C的温度下，用含酸蚀刻齐'J(例如EAS-704,可获自Y.M.Technology,Co.,Ltd.,韩国)对散热片100的表面进行蚀刻2-3分钟。在蚀刻散热片100之后，可以用水进4亍清洗。通过蚀刻散热片100的表面，在散热片100的表面上形成氧化层110(图lb)。具体地，需要形成这种氧化层110以防止金属散热片由于暴露于空气中而发生自动氧化。才艮据本发明，不通过现有4支术中的阳才及化处理，也可以形成氧化层，其中阳才及化处理是通过在金属散热片上施加电场，4吏金属离子从金属散热片中释放并与氧结合。利用本发明的组合物对散热片100的表面进行改性(图lc)的步骤可以进一步包括制备用于对散热片的表面进行改性的组合物，其中该组合物包括溶解于蒸馏水的有机钛化合物、有机硅烷化合物、有4几酸、离子螯合剂、以及纟爰沖剂。该组合物可以进一步包:括有枳》容剂。可将散热片100置于在本发明的用于4吏表面改性的组合物中并用热风干燥。当表面改性的步骤(图lc)完成时，在形成于散热片100上的氧4b层110上，可形成含有4太氧4b物的相4造表面层120。如图ld所示，粗糙表面层120使散热片表面可以粘附至预浸料130，其中，粗糙表面层表面上的粗糙度可使粘附进一步增强。因此，可以解决现有4支术中因间隙较宽而热传递4氐效的问题。通过以下实施例将更好地理解本发明，但以下的实施例仅仅是用于举例说明的目的，因此本发明的保护范围不限于下述实施例。实施例1在50。C下用含有5。/。氢氧化钠的铝酸去油剂(EAC-703,可获自Y.M.TechnologyCo.，Ltd.,韩国)对铝1235(下文中的"A11235")除油3分钟并清洗。在25°C下用含有5。/。石克酸的蚀刻剂(EAS-704，可获自Y.M.Technology,Co.,Ltd.,韩国)对酸-去油的Al1235蚀刻1分钟并清洗。将1.0重量4分的异丙醇、1.5重量个分的三乙醇胺4太酸酯、0.3重量份的氨丙基三甲氧基硅烷、l.O重量份的乙酸、0.5重量份的三乙醇胺以及1.0重量份的氨基乙酸溶解于蒸馏水中以制备用于表面改性的组合物。将清洗后的A11235置于用于表面改性的组合物中然后在25°C下进行表面改性1分钟，利用氢氧化钠和有才几酸将pH控制在9-10。表面改性之后，用100-150°C的热风将其干燥3-5分钟。实施例1是在一^:条件下进行的，每种组合物的浓度可以在预定的范围内根据操作条件而变化，并且本发明的优选实施方式不限于实施例1。当将如上所述的表面改性的散热片安装在印刷电路板中时，其使得印刷电路板的芯片中产生的热在电路^反的内部和外部被散逸，从而使放热性能最佳化。尤其是，由于允许电连接，金属散热片能够表现出接地效应(groundeffect)。此外，由于散热片和绝缘层(即预浸料130)之间的粘附不够好，很难释放或降低印刷电路板中的热，然而，在实施例1(其为本发明的一种实施方式)中生产的散热片100由于具有粗4造表面层120,使其可获得与预浸料之间的优异的粘合强度，从而使放热效率最大化，因此克服了这个问题。对实施例1中生产的散热片100进4亍粘合力、耐化学性和耐煮性(boil-proofcharacteristic)的测定，结果总结于表1中。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>权利要求1.一种用于对散热片进行表面改性的组合物，所述组合物包含相对于100重量份的蒸馏水的，0.01至10重量份的有机钛化合物；0.01至5重量份的有机硅烷化合物；0.1至10重量份的有机酸；0.01至5重量份的螯合剂；以及0.1至10重量份的缓冲剂。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述有机钬化合物是选自由二乙醇胺钬酸酯、乙酰丙酮钬酸酯、乙酰乙酸乙酯钛酸西旨、三乙醇胺4太酸酯、乳酸4太酸酯以及铵盐组成的组中的至少一种。.3.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述有机硅烷化合物是选自由乙基三曱氧基硅烷、缩水甘油氧基丙基三曱氧基硅烷、缩水甘油氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、缩水甘油氧基丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三曱氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷以及它们的书亍生物组成的组中的至少一种。4.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述有机酸是选自由乙酸、曱酸、琥珀酸、苹果酸、丙酸和己二酸组成的组中的至少一种。5.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述螯合剂是选自由次氮基乙酸、乙二胺四乙酸和三乙醇胺组成的组中的至少一种。6.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述緩冲剂是选自由一元酸、二元酸和它们的盐组成的组中的至少一种。7.根据权利要求6所述的组合物，其中，所述緩沖剂是选自由乙酸、丙酸、己二酸、琥珀酸、氨基乙酸、曱酸和它们的盐组成的纟且中的至少一种。8.—种用于对印刷电路板的散热片进行表面处理的方法，所述方法包括制备散热片；对所述散热片的至少一个表面进行蚀刻；以及利用权利要求1中所限定的组合物对所述散热片进行表面改性。全文摘要本发明提供了一种用于对散热片进行表面改性的组合物，该组合物包括相对于100重量份的蒸馏水的0.01至10重量份的有机钛化合物；0.01至5重量份的有机硅烷化合物；0.1至10重量份的有机酸；0.01至5重量份的螯合剂；以及0.1至10重量份的缓冲剂。本发明的组合物提供了与预浸料之间的优异粘合强度，并改善了放热性能。本发明还涉及利用所述组合物对散热片进行表面处理的方法。文档编号C23C18/12GK101532128SQ20081017024公开日2009年9月16日申请日期2008年10月14日优先权日2008年3月14日发明者全星郁,李永浩,杨德桭,郑粲烨,金根晧,黄润硕申请人:三星电机株式会社;Ymt株式会社