专利名称：柔性铜箔高导热基板及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于LED、FPC等散热产品上的柔性铜箔基板及其制作方法，尤其是一种具有高散热效率、高尺寸安定性、高可挠曲性和高柔软性的柔性铜箔高导热基板及其制作方法。
背景技术：
随着全球环保的意识抬头，节能省电已成为当今的趋势。LED产业是近年来最受瞩目的产业之一。发展至今，LED产品已具有节能、省电、高效率、反应时间快、寿命周期长、且不含汞，具有环保效益等优点。然而通常LED高功率产品输入功率只有约为20%能转换成光，剩下80 %的电能均转换为热能。一般而言，LED发光时所产生的热能若无法导出，将会使LED结面温度过高，进而影响产品生命周期、发光效率和稳定性。传统的散热材料由于需要考虑绝缘特性，产品胶厚需要做到60um到120um方能达到绝缘要求，因此产品的总厚度会很大，散热效果不理想。若采用热塑性聚酰亚胺(TPI)加散热粉体的散热模型，虽然可以将产品厚度降低也能满足绝缘特性的要求，但由于加工热塑性聚酰亚胺(TPI)时需要高温操作(操作温度大于350°C)，因此加工成本很高，无法有
效量产化。而目前全球电子产业的发展趋势向轻薄短小、高耐热性、多功能性、高密度化、高可靠性、且低成本的方向发展，因此基板的选用就成为很重要的影响因素，传统的基板已经无法满足目前电子产业的发展要求了。
发明内容
为了弥补以上不足，本发明提供了一种柔性铜箔高导热基板，该柔性铜箔高导热基板具有厚度薄，生产成本低，散热效率高，绝缘性能好，尺寸安定性好，可屈曲程度高，反弹力小的优点。本发明为了解决传统的技术问题所采用的技术方案是一种柔性铜箔高导热基板，包括第一、二铜箔层，绝缘聚合物层以及用于将所述绝缘聚合物层和第一、二铜箔层粘接在一起的导热粘着层，所述绝缘聚合物层固定夹置于所述第一铜箔层和所述导热粘着层之间，所述第二铜箔层位于导热粘着层外侧，所述导热粘着层包括树脂层和散热粉体，所述导热粘着层除了树脂层和散热粉体还可以包括橡胶、固化剂、奈米填充料等，由于所述导热粘着层中含有散热粉体，散热粉体提高散热效果，所以本发明具有较好的散热效果。作为本发明的进一步改进，以重量百分比计，所述散热粉体占所述导热粘着层固含量的40 90%。作为本发明的进一步改进，所述散热粉体为碳化硅、氮化硼、氧化铝和氮化铝中的至少一种。作为本发明的进一步改进，所述散热粉体的平均粒径为5 20微米。
作为本发明的进一步改进，所述第一、二铜箔层均为电解铜箔和压延铜箔中的一种，使用该第一、二铜箔层可以在柔性导热基板上形成高散热的电路层。作为本发明的进一步改进，所述第一、铜箔层总厚度为12. 5 70微米。作为本发明的进一步改进，所述绝缘聚合物层的厚度为5 12微米。作为本发明的进一步改进，所述绝缘聚合物层的固体材料为聚酰亚胺，使用该绝缘聚合物层之后对柔性导热基板的抗电击穿、机械强度、挠曲性、尺寸安定性等都有明显的提尚。作为本发明的进一步改进，所述导热粘着层的树脂层为环氧树脂、丙烯酸系树脂、 胺基甲酸酯系树脂、硅橡胶系树脂、聚对环二甲苯系树脂、双马来酰亚胺系树脂和聚酰亚胺树脂中的至少一种。作为本发明的进一步改进，所述导热粘着层的厚度为5 30微米。作为本发明的进一步改进，为了维持本发明柔性导热基板的特性以应用于LED等散热产品，并能有效控制成本，提高生产效率，本发明将所述导热粘着层的厚度为20 25 微米，所述绝缘聚合物层的厚度为5 8微米。本发明通过控制绝缘聚合物层的厚度和导热粘着层的厚度，达到控制散热效果和耐击穿电压的目的。一种柔性铜箔高导热基板的制作方法，包括如下步骤步骤一在第一铜箔层的粗糙面涂布绝缘聚合物，并加以烘干形成绝缘聚合物层后得到一单面铜箔基板；步骤二用涂布和转印法中的一种将导热粘着层形成于绝缘聚合物层表面上，并使导热粘着层处于半聚合半硬化状态(Β-Stage状态，此时导热粘着层分子与分子之间化学键不多，在高温高压下还会软化)；步骤三将基板贴合在第二铜箔层的粗糙面并按一定的加热条件进行固化。本发明的有益效果是本发明依次包括第一、二铜箔层、绝缘聚合物层和导热粘着层，相比于传统的生产工艺所要求的很高(大于350°C )的生产温度，本发明在生产时需要的操作温度不到180°C，生产方法简便，生产成本低，可适用范围广，由于采用了绝缘聚合物层大大提高了产品的绝缘性能，因此可以达到在薄尺寸的条件下有高散热和高耐击穿电压的特性，并且本发明采用柔性铜箔材料作为基材，产品的柔性好，还可通过调整导热黏着层与绝缘聚合物层厚度，使本发明的铜箔基板符合高屈曲滑动次数及弯折圆角小于0. 8mm的要求，特别适用于电路板有弯折或滑动需求的产品；本发明具有高尺寸安定性，适用于各种不同的产品需求。
图1为本发明的剖面结构示意图。
具体实施例方式实施例一种柔性铜箔高导热基板，包括第一面铜箔层11、绝缘聚合物层12、导热粘着层13和第二面铜箔层14，所述绝缘聚合物层12固定夹置于所述第一铜箔层11和所述导热粘着层13之间，所述第二铜箔层14位于导热粘着层13外侧，所述导热粘着层13包括树脂层和散热粉体，导热粘着层13除了树脂层和散热粉体还可以包括橡胶、固化剂、奈米填充料等，所述绝缘聚合物层固定夹置于所述第一面铜箔层和所述导热粘着层之间，由于所述导热粘着层中含有散热粉体，散热粉体能提高散热效果，所以本发明的柔性铜箔导热基板具有较好的散热效果。所述散热粉体为碳化硅、氮化硼、氧化铝和氮化铝中的至少一种。以重量百分比计，所述导热粘着层中散热粉体占所述导热粘着层固含量的40 90%。所述散热粉体的平均粒径为5 20微米。所述绝缘聚合物层12的固体材料为聚酰亚胺，优选的是使用不含卤素的热固性聚酰亚胺材料，更优选的是使用具有自黏性且不含卤素的热固性聚酰亚胺材料。所述导热粘着层的树脂层为环氧树脂、丙烯酸系树脂、胺基甲酸酯系树脂、硅橡胶系树脂、聚对环二甲苯系树脂、双马来酰亚胺系树脂和聚酰亚胺树脂中的至少一种。所述第一、二铜箔层均为压延铜箔(RA铜箔)和电解铜箔(ED铜)中的一种，所述第一、二铜箔层的总厚度为12. 5 70微米。所述绝缘聚合物层的厚度为5 12微米。所述导热粘着层的厚度为5 30微米。为了维持本发明柔性铜箔高导热基板的特性以应用于LED电路板，并能有效控制成本，本发明中所述导热粘着层的厚度为20 25微米，将所述绝缘导热聚合物层的厚度为 5 8微米。一种柔性铜箔高导热基板的制作方法，包括如下步骤步骤一在第一铜箔层11的粗糙面涂布绝缘聚合物，并加以烘干形成绝缘聚合物层12后得到一单面铜箔基板；步骤二 用涂布和转印法中的一种将导热粘着层13形成于绝缘聚合物层12表面上，并使导热粘着层13处于半聚合半硬化状态(B-stage状态，此时导热粘着层分子与分子之间化学键不多，在高温高压下还会软化)；步骤三在导热粘着层13上再覆贴第二铜箔层，将贴合后的基板按一定的加热条件进行固化。对柔性铜箔高导热基板进行热传导分析测试用热导系数仪(Hot Disk)进行热传导分析测试，在传感器上、下两面覆盖两完全固化后蚀刻第一、二铜箔层的柔性铜箔高导热基板样品，并在该两个柔性铜箔高导热基板样品外侧面分别用两钢板夹置绝缘聚合物层和传感器，并由传感器测量绝缘聚合物层和导热粘着层的导热性能，将对本发明的绝缘聚合物层和导热粘着层所作的测试作为实验组，以同样的方法测试一般导热基板的导热性能作为比较例，将测得的热传导系数结果纪录于表1中
权利要求
1.一种柔性铜箔高导热基板，其特征在于包括第一铜箔层、绝缘聚合物层、导热粘着层和第二铜箔层，所述导热粘着层包括树脂层和散热粉体，所述绝缘聚合物层固定夹置于所述第一铜箔层和所述导热粘着层之间，所述第二铜箔层位于导热粘着层外侧。
2.根据权利要求1所述的柔性铜箔高导热基板，其特征在于以重量百分比计，所述导热导热粘着层中的散热粉体占所述导热粘着层固含量的40 90%。
3.根据权利要求1或2所述的柔性铜箔高导热基板，其特征在于所述散热粉体的平均粒径为5 20微米。
4.根据权利要求3所述的柔性铜箔高导热基板，其特征在于所述散热粉体为碳化硅、氮化硼、氧化铝和氮化铝中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的柔性铜箔高导热基板，其特征在于所述第一、二铜箔层均为电解铜箔和压延铜箔中的一种。
6.根据权利要求1所述的柔性铜箔高导热基板，其特征在于所述第一、铜箔层总厚度为12. 5 70微米，绝缘聚合物层的厚度为5 12微米，导热粘着层的厚度为5 30微米。
7.根据权利要求1所述的柔性铜箔高导热基板，其特征在于所述绝缘聚合物层的固体材料为聚酰亚胺。
8.根据权利要求1所述的柔性铜箔高导热基板，其特征在于所述导热粘着层的树脂层为环氧树脂、丙烯酸系树脂、胺基甲酸酯系树脂、硅橡胶系树脂、聚对环二甲苯系树脂、双马来酰亚胺系树脂和聚酰亚胺树脂中的至少一种。
9.一种如权利要求1所述的柔性铜箔高导热基板的制作方法，其特征在于包括如下步骤步骤一在第一铜箔层的粗糙面涂布绝缘聚合物，并加以烘干形成绝缘聚合物层后得到一单面铜箔基板；步骤二 用涂布和转印法中的一种将导热粘着层形成于绝缘导热聚合物层表面上，并使导热粘着层处于半聚合半硬化状态；步骤三将基板贴合在第二铜箔层的粗糙面并按一定的加热条件进行固化。
全文摘要
本发明公开了一种柔性铜箔高导热基板，包括第一、二铜箔层、导热粘着层和绝缘聚合物层，所述绝缘聚合物层固定夹置于第一铜箔层和导热粘着层之间，第二铜箔层位于导热粘着层外侧，导热粘着层包括树脂层和散热粉体，其制作方法为在第一铜箔层的粗糙面涂布绝缘聚合物，并烘干形成绝缘聚合物层；然后用涂布和转印法中的一种将导热粘着层形成于绝缘聚合物层表面，并使导热粘着层处于半聚合半硬化状态；最后覆贴第二铜箔层并加热固化，其工艺简单，易操作，生产温度低，成本节约，推广性更强，产品厚度薄，导热性能高，符合高屈曲滑动次数及弯折圆角小于0.8毫米的要求，适用于有电路板弯折或滑动需求的产品；尺寸安定性高，适用于各种基板。
文档编号H05K7/20GK102595766SQ20111000224
公开日2012年7月18日 申请日期2011年1月7日 优先权日2011年1月7日
发明者张孟浩, 李建辉, 李莺, 陈辉 申请人:昆山雅森电子材料科技有限公司