本发明属于电子材料技术领域,具体涉及一种高导热高散热性挠性覆铜板及其制备方法。
背景技术:
随着电子信息产业的飞速发展,电子产品的体积越来越小、尺寸越来越小,功率密度越来越大,这就要求电子产品具有优异的散热性能。覆铜板又称做基材,将增强材料浸以树脂,单面或者双面覆以铜箔,经过热压而成的一种板状材料。
而现有的软性覆铜板主要为聚酰亚胺(pi)或者聚酯(pe)薄膜,上面覆上铜箔而成,广泛用于电讯电器和led照明等领域。但是,由于pi或pe均为绝缘塑料,其导热和散热性能较差,一般为0.2w/m·k,使得聚酰亚胺(pi)或者聚酯(pe)薄膜无法满足现有led、电源等大功率电子设备的导热散热要求,限制了其应用和发展。
技术实现要素:
针对现有技术的缺陷,本发明提供一种高导热高散热性挠性覆铜板及其制备方法,所述覆铜板的散热性能好。
一种高导热高散热性挠性覆铜板,包括铜箔,依次设置在铜箔上的导热绝缘层和导热聚醚酰亚胺层,
所述导热绝缘层由以下重量份的原料组成:
丁腈橡胶改性环氧树脂40-70份,氮化硼8-15份,氮化硅8-15份,氧化铝30-45份,双氰胺3-8份;
所述导热聚醚酰亚胺层由以下重量份的原料组成:
聚醚酰亚胺90-120份,石墨烯15-30份,碳化硅20-40份,二氧化钨3-6份,3-氨基吡啶5-10份。
优选地,所述导热聚醚酰亚胺层的厚度为0.1-1.0mm。
优选地,所述导热绝缘层的厚度为30-60μm。
优选地,所述氮化硼、氮化硅、氧化铝、碳化硅均过2000目筛。
优选地,所述丁腈橡胶改性环氧树脂为端羧基丁腈橡胶改性环氧树脂。
优选地,所述铜箔为压延铜箔。
上述高导热高散热性挠性覆铜板的制备方法,包括以下步骤:
(1)制备导热绝缘层组合物:将丁腈橡胶改性环氧树脂、氮化硼、氮化硅、氧化铝、双氰胺混合,在300-500℃下搅拌反应2-3h,然后在2.0-4.0个标准大气压、150-200℃下反应1-1.5h,冷却至90-95℃下放置备用;
(2)制备导热聚醚酰亚胺组合物:将石墨烯、碳化硅、二氧化钨加入聚醚酰亚胺中,在100-150℃下搅拌反应0.5-1h,在搅拌状态下加入3-氨基吡啶,滴加完毕后,在2.0-4.0个标准大气压、110-130℃下反应2-3h,然后冷却至95-100℃放置备用;
(3)将步骤(1)得到的导热绝缘组合物涂布至铜箔表面,涂布厚度30-60μm,然后在120-150℃下烘干干燥5-10min,再紫外照射3-5min,得到涂覆导热绝缘层的铜箔;
(4)将步骤(2)得到的导热聚醚酰亚胺组合物加入挤塑机中,在200-240℃下滚压挤出形成厚度为0.1-1mm的导热聚醚酰亚胺薄膜,然后经过热滚压,将所述导热聚醚酰亚胺薄膜覆压在步骤(3)得到的铜箔上的导热绝缘层上,紫外照射3-5min,得到在铜箔上依次涂覆导热绝缘层、导热聚醚酰亚胺层的覆铜板。
优选地,步骤(4)中热滚压的温度为200-240℃。
所述紫外照射中紫外波长为100-500nm。
本发明的优点:
本发明提供的覆铜板,石墨烯能形成导热网状结构,并且碳化硅填充在导热网中,加入二氧化钨和3-氨基吡啶,经过紫外照射,改善了石墨烯、碳化硅的分散性能,并协同提高导热性能,制备的覆铜板散热性好、导热系数高,能达到8-10w/m·k。
附图说明
图1本发明提供的高导热高散热性挠性覆铜板的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例中所述氮化硼、氮化硅、氧化铝、碳化硅均过2000目筛;所述铜箔采用压延铜箔;所述丁腈橡胶改性环氧树脂为端羧基丁腈橡胶改性环氧树脂。
实施例1
1.一种高导热高散热性挠性覆铜板,包括铜箔,依次设置在铜箔上的导热绝缘层和导热聚醚酰亚胺层,
所述导热绝缘层由以下重量份的原料组成:
丁腈橡胶改性环氧树脂40份,氮化硼8份,氮化硅8份,氧化铝30份,双氰胺3份;
所述导热聚醚酰亚胺层由以下重量份的原料组成:
聚醚酰亚胺90份,石墨烯15份,碳化硅20份,二氧化钨3份,3-氨基吡啶5份;
其中,所述导热聚醚酰亚胺层的厚度为0.1mm;所述导热绝缘层的厚度为30μm。
2.上述高导热高散热性挠性覆铜板的制备方法,包括以下步骤:
(1)制备导热绝缘层组合物:将丁腈橡胶改性环氧树脂、氮化硼、氮化硅、氧化铝、双氰胺混合,在300℃下搅拌反应3h,然后在2.0个标准大气压、200℃下反应1h,冷却至90℃下放置备用;
(2)制备导热聚醚酰亚胺组合物:将石墨烯、碳化硅、二氧化钨加入聚醚酰亚胺中,在100℃下搅拌反应1h,在搅拌状态下加入3-氨基吡啶,滴加完毕后,在2.0个标准大气压、130℃下反应2h,然后冷却至95℃放置备用;
(3)将步骤(1)得到的导热绝缘组合物涂布至铜箔表面,涂布厚度30μm,然后在120℃下烘干干燥10min,再经过波长为100-500nm的紫外照射3min,得到涂覆导热绝缘层的铜箔;
(4)将步骤(2)得到的导热聚醚酰亚胺组合物加入挤塑机中,在200℃下滚压挤出形成厚度为0.1mm的导热聚醚酰亚胺薄膜,然后经过200℃的热滚压,将所述导热聚醚酰亚胺薄膜覆压在步骤(3)得到的铜箔上的导热绝缘层上,再经过波长为100-500nm的紫外照射3min,得到在铜箔上依次涂覆导热绝缘层、导热聚醚酰亚胺层的覆铜板。
实施例2
1.一种高导热高散热性挠性覆铜板,包括铜箔,依次设置在铜箔上的导热绝缘层和导热聚醚酰亚胺层,
所述导热绝缘层由以下重量份的原料组成:
丁腈橡胶改性环氧树脂70份,氮化硼15份,氮化硅15份,氧化铝45份,双氰胺8份;
所述导热聚醚酰亚胺层由以下重量份的原料组成:
聚醚酰亚胺120份,石墨烯30份,碳化硅40份,二氧化钨6份,3-氨基吡啶10份;
其中,所述导热聚醚酰亚胺层的厚度为1.0mm;所述导热绝缘层的厚度为60μm。
2.上述高导热高散热性挠性覆铜板的制备方法,包括以下步骤:
(1)制备导热绝缘层组合物:将丁腈橡胶改性环氧树脂、氮化硼、氮化硅、氧化铝、双氰胺混合,在500℃下搅拌反应2h,然后在4.0个标准大气压、150℃下反应1.5h,冷却至95℃下放置备用;
(2)制备导热聚醚酰亚胺组合物:将石墨烯、碳化硅、二氧化钨加入聚醚酰亚胺中,在150℃下搅拌反应0.5h,在搅拌状态下加入3-氨基吡啶,滴加完毕后,在4.0个标准大气压、110℃下反应3h,然后冷却至100℃放置备用;
(3)将步骤(1)得到的导热绝缘组合物涂布至铜箔表面,涂布厚度60μm,然后在150℃下烘干干燥5min,再经过波长为100-500nm的紫外照射5min,得到涂覆导热绝缘层的铜箔;
(4)将步骤(2)得到的导热聚醚酰亚胺组合物加入挤塑机中,在240℃下滚压挤出形成厚度为1mm的导热聚醚酰亚胺薄膜,然后经过240℃的热滚压,将所述导热聚醚酰亚胺薄膜覆压在步骤(3)得到的铜箔上的导热绝缘层上,再经过波长为100-500nm的紫外照射5min,得到在铜箔上依次涂覆导热绝缘层、导热聚醚酰亚胺层的覆铜板。
实施例3
1.一种高导热高散热性挠性覆铜板,包括铜箔,依次设置在铜箔上的导热绝缘层和导热聚醚酰亚胺层,
所述导热绝缘层由以下重量份的原料组成:
丁腈橡胶改性环氧树脂50份,氮化硼10份,氮化硅10份,氧化铝40份,双氰胺5份;
所述导热聚醚酰亚胺层由以下重量份的原料组成:
聚醚酰亚胺100份,石墨烯20份,碳化硅30份,二氧化钨4份,3-氨基吡啶8份;
其中,所述导热聚醚酰亚胺层的厚度为0.3mm;所述导热绝缘层的厚度为50μm。
2.上述高导热高散热性挠性覆铜板的制备方法,包括以下步骤:
(1)制备导热绝缘层组合物:将丁腈橡胶改性环氧树脂、氮化硼、氮化硅、氧化铝、双氰胺混合,在400℃下搅拌反应2.5h,然后在3.0个标准大气压、180℃下反应1.2h,冷却至95℃下放置备用;
(2)制备导热聚醚酰亚胺组合物:将石墨烯、碳化硅、二氧化钨加入聚醚酰亚胺中,在120℃下搅拌反应0.8h,在搅拌状态下加入3-氨基吡啶,滴加完毕后,在3.0个标准大气压、120℃下反应2.5h,然后冷却至100℃放置备用;
(3)将步骤(1)得到的导热绝缘组合物涂布至铜箔表面,涂布厚度50μm,然后在140℃下烘干干燥9min,再经过波长为100-500nm的紫外照射5min,得到涂覆导热绝缘层的铜箔;
(4)将步骤(2)得到的导热聚醚酰亚胺组合物加入挤塑机中,在200℃下滚压挤出形成厚度为0.3mm的导热聚醚酰亚胺薄膜,然后经过220℃的热滚压,将所述导热聚醚酰亚胺薄膜覆压在步骤(3)得到的铜箔上的导热绝缘层上,再经过波长为100-500nm的紫外照射5min,得到在铜箔上依次涂覆导热绝缘层、导热聚醚酰亚胺层的覆铜板。
对比例1(不加入二氧化钨和3-氨基吡啶,在制备时不进行紫外照射)
1.一种高导热高散热性挠性覆铜板,包括铜箔,依次设置在铜箔上的导热绝缘层和导热聚醚酰亚胺层,
所述导热绝缘层由以下重量份的原料组成:
丁腈橡胶改性环氧树脂50份,氮化硼10份,氮化硅10份,氧化铝40份,双氰胺5份;
所述导热聚醚酰亚胺层由以下重量份的原料组成:
聚醚酰亚胺100份,石墨烯20份,碳化硅30份;
其中,所述导热聚醚酰亚胺层的厚度为0.3mm;所述导热绝缘层的厚度为50μm。
2.上述高导热高散热性挠性覆铜板的制备方法,包括以下步骤:
(1)制备导热绝缘层组合物:将丁腈橡胶改性环氧树脂、氮化硼、氮化硅、氧化铝、双氰胺混合,在400℃下搅拌反应2.5h,然后在3.0个标准大气压、180℃下反应1.2h,冷却至95℃下放置备用;
(2)制备导热聚醚酰亚胺组合物:将石墨烯、碳化硅加入聚醚酰亚胺中,在120℃下搅拌反应0.8h,然后在3.0个标准大气压、120℃下反应2.5h,然后冷却至100℃放置备用;
(3)将步骤(1)得到的导热绝缘组合物涂布至铜箔表面,涂布厚度50μm,然后在140℃下烘干干燥9min,得到涂覆导热绝缘层的铜箔;
(4)将步骤(2)得到的导热聚醚酰亚胺组合物加入挤塑机中,在200℃下滚压挤出形成厚度为0.3mm的导热聚醚酰亚胺薄膜,然后经过220℃的热滚压,将所述导热聚醚酰亚胺薄膜覆压在步骤(3)得到的铜箔上的导热绝缘层上,得到在铜箔上依次涂覆导热绝缘层、导热聚醚酰亚胺层的覆铜板。
将实施例1-3,对比例1提供的覆铜板,进行导热系数的检测,结果见表1。
表1导热系数