膠粘劑及制備方法及基于其的無鹵鋁基覆銅板的制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種膠粘劑及制備方法及基于其的無鹵鋁基覆銅板的制備工藝，該種膠粘劑，包括無機填料、KH560和丙二醇甲醚，其中所述KH560占無機填料總重量的0.5%-1%，KH560與丙二醇甲醚按照1：1的質(zhì)量比混合；無機填料為不同粒徑球形或不規(guī)則形氧化鋁、氮化鋁、氮化硼中的一種或多種無機填料復配。本發(fā)明通過對填料進行預處理，解決環(huán)氧樹脂與無機填料之間的界面問題，從而提高了膠黏劑體系中填料的添加率，也明顯提高了絕緣層的熱導率，通過使用絲網(wǎng)印刷涂覆鋁板的工藝解決了傳統(tǒng)工藝厚銅箔鋁基板難以涂膠的問題。
【專利說明】膠粘劑及制備方法及基于其的無南鋁基覆銅板的制備工藝
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電子元器件材料制備【技術領域】，涉及鋁基覆銅板的制備，尤其是一種膠粘劑及基于其的無鹵鋁基覆銅板的制備工藝。
【背景技術】
[0002]隨著電子工業(yè)的發(fā)展，電子元器件要求更大功率，更高密度。使用鋁基覆銅板可以解決以上要求產(chǎn)生的散熱和壽命問題。目前制約我國鋁基板走上國際的主要因素是絕緣層的熱導率不高，絕緣層可靠性欠佳。
[0003]目前國內(nèi)市場上高導熱鋁基板，絕緣層采用玻璃纖維和無機填料增強環(huán)氧樹脂膠粘劑體系或無機填料增強環(huán)氧樹脂膠粘劑體系，前者膠黏劑中的填料添加量難以提高，熱導率普遍< 1.0w/m.k，并且存在絕緣層與鋁板結(jié)合不良，從而引起的爆板問題。后者熱導率可以達到2.0w/m.k以上，但成型工藝制約其發(fā)展，通常使用RCC (涂膠銅箔)的方法對厚度105 μ m以上的厚銅箔鋁基板很難涂膠。另外，應用與LED的鋁基板要求有更長的使用壽命，對耐熱性有更高的要求，國內(nèi)鋁基板普遍耐熱性較差，通常浮焊288°C 5min以下。使用以上膠粘劑和生產(chǎn)工藝制得的鋁基板浮焊300°C 20min以上。

【發(fā)明內(nèi)容】

`[0004]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點，提供一種膠粘劑及基于其的無鹵鋁基覆銅板的制備工藝。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案來實現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明首先提出一種膠粘劑，包括無機 填料、KH560和丙二醇甲醚，其中所述KH560占無機填料總重量的0.5%-1%，所述KH560與丙二醇甲醚按照1:1的質(zhì)量比混合；所述無機填料為不同粒徑球形或不規(guī)則形氧化鋁、氮化鋁、氮化硼中的一種或多種無機填料復配。
[0007]本發(fā)明還提出一種膠粘劑的制備方法包括以下步驟:
[0008]I)無機填料的配比與預處理
[0009]將氧化鋁、氮化鋁、氮化硼中的一種或多種無機填料復配，分別選用球形填料和不規(guī)則填料互相配合，大粒徑、中粒徑和小粒徑相互配合,大粒徑的D50選用9-15微米的填料，中粒徑的D50選用4-6微米的填料，小粒徑的D50選用0.5-2微米的填料，大、中、小填料占膠水體系的重量百分比為75-81%，在以上填料中加入占膠水體系重量百分比為1-2%的KH560與丙二醇甲醚重量比1:1的混合溶液，在球磨機中處理2-4小時，將填料與偶聯(lián)劑充分混合均勻。
[0010]2)加入橡膠改性環(huán)氧樹脂改善絕緣層的韌性，加入量占整個膠水體系重量的3%-5%，加線性酚醛樹脂固化改善耐熱性，加入量占整個膠水體系重量百分比為1.8-3%,然后以重量百分比計，加入6-8%的含磷環(huán)氧樹脂，加入0.010-0.020%咪唑類固化促進劑，其余為溶劑和添加劑；[0011]3)對以上填料、樹脂、固化促進劑、溶劑構(gòu)成的膠水體系進行抽真空、加熱攪拌處理，處理時間30min-60min抽真空的真空度為-0.05MPa以下，加熱溫度50_80°C。
[0012]本發(fā)明還提出一種基于上述膠粘劑的鋁基覆銅板的制造方法，包括以下步驟:
[0013]I)對鋁板進行打磨處理；
[0014]2)將高導熱環(huán)氧樹脂膠粘劑采用絲網(wǎng)印刷的方式涂覆在鋁板表面并做預固化處理，得到厚度為50-150微米的半固化絕緣層；
[0015]3)在半固化的絕緣層上覆上銅箔，采用層壓工藝，在真空壓機中進行，其中真空度為lKpa-5Kpa，壓力10_20kg/cm2，溫度170°C _200°C保溫70_120min后降溫，得到鋁基覆銅板。
[0016]進一步，上述步驟I)中，對所述鋁板的打磨處理具體采用不織布干法打磨，打磨鋁板表面粗糙度控制在Ra0.5-1.0, Rz3.0-5.0。
[0017]進一步，上述步驟2)中，采用絲網(wǎng)印刷的方法將高導熱環(huán)氧樹脂膠粘劑涂覆在鋁板表面。
[0018]進一步，上述步驟2)中，所述預固化處理具體為:采用紅外加熱的方式，預固化采用紅外五段烘箱，各段烘箱加熱溫度設定不同的方式預固化，五段烘箱的溫度設定分別為130-150°C,150-170°C,170-180°C,165-175°C,150-165°C。
[0019]進一步，上述步驟3)中，所述的層壓工藝中銅箔面朝鏡面鋼板，鋁板面對鋁板面疊book，采用每層裝兩塊鋁板的裝板方式，并且為了保證板材表觀質(zhì)量，層壓所用緩沖牛皮紙中加耐高溫緩沖PET保護膜。
`[0020]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0021]本發(fā)明通過對填料進行預處理，解決環(huán)氧樹脂與無機填料之間的界面問題，從而提高了膠黏劑體系中填料的添加率，也明顯提高了絕緣層的熱導率，通過使用絲網(wǎng)印刷涂覆鋁板的工藝解決了傳統(tǒng)工藝厚銅箔鋁基板難以涂膠的問題。使用此膠粘劑，采用絲網(wǎng)印刷的工藝制備的鋁基板膠黏層具有3.0w/m.k以上熱導率、絕緣可靠性優(yōu)良、覆銅箔厚度可以達到210 u m的鋁基覆銅板。此鋁基板不僅可以引用在LED行業(yè)，也可以應用于大功率特殊照明及汽車電子行業(yè)，具有廣闊的市場前景。
【具體實施方式】
[0022]本發(fā)明首先提出的膠粘劑，包括無機填料、KH560和丙二醇甲醚，其中所述KH560占無機填料總重量的0.5%-1%，所述KH560與丙二醇甲醚按照1:1的質(zhì)量比混合；所述無機填料為不同粒徑球形或不規(guī)則形氧化鋁、氮化鋁、氮化硼中的一種或多種無機填料復配。
[0023]本發(fā)明還提出一種膠粘劑的制備方法，包括以下步驟:
[0024]I)無機填料的配比與預處理
[0025]將氧化鋁、氮化鋁、氮化硼中的一種或多種無機填料復配，分別選用球形填料和不規(guī)則填料互相配合，大粒徑、中粒徑和小粒徑相互配合,大粒徑的D50選用9-15微米的填料，中粒徑的D50選用4-6微米的填料，小粒徑的D50選用0.5-2微米的填料，大、中、小填料占膠水體系的重量百分比為75-81%，在以上填料中加入占膠水體系重量百分比為1-2%的KH560與丙二醇甲醚重量比1:1的混合溶液，在球磨機中處理2-4小時，將填料與偶聯(lián)劑充分混合均勻。[0026]2)加入橡膠改性環(huán)氧樹脂改善絕緣層的韌性，加入量占整個膠水體系重量的3%_5%，加線性酚醛樹脂固化改善耐熱性，加入量占整個膠水體系重量百分比為1.8-3%,然后以重量百分比計，加入6-8%的含磷環(huán)氧樹脂，加入0.010-0.020%咪唑類固化促進劑，其余為溶劑和添加劑；
[0027]3)對以上填料、樹脂、固化促進劑、溶劑構(gòu)成的膠水體系進行抽真空、加熱攪拌處理，處理時間30min-60min抽真空的真空度為-0.05MPa以下，加熱溫度50_80°C。
[0028]基于以上膠粘劑，本發(fā)明提出一種鋁基覆銅板的制造方法，包括以下步驟:
[0029]I)對鋁板進行打磨處理；對所述鋁板的打磨處理具體采用不織布干法打磨，打磨鋁板表面粗糙度控制在Ra0.5-1.0, Rz3.0-5.0。
[0030]2)將高導熱環(huán)氧樹脂膠粘劑采用絲網(wǎng)印刷的方式涂覆在鋁板表面并做預固化處理，得到厚度為50-150微米的半固化絕緣層；該步驟中采用絲網(wǎng)印刷的方法將高導熱環(huán)氧樹脂膠粘劑涂覆在鋁板表面。所述預固化處理具體為:采用紅外加熱的方式，預固化采用紅外五段烘箱，各段烘箱加熱溫度設定不同的方式預固化，五段烘箱的溫度設定分別為130-150°C,150-170°C,170-180°C,165-175°C,150-165°C。
[0031]3)在半固化的絕緣層上覆上銅箔，采用層壓工藝，在真空壓機中進行，其中真空度為lKpa-5Kpa，壓力10_20kg/cm2，溫度170°C _200°C保溫70_120min后降溫，得到鋁基覆銅板。所述的層壓工藝中銅箔面朝鏡面鋼板，鋁板面對鋁板面疊book，采用每層裝兩塊鋁板的裝板方式，并且為了保證板材表觀質(zhì)量，層壓所用緩沖牛皮紙中加耐高溫緩沖PET保護膜。
[0032]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步詳細描述:
[0033]實施例1:`
[0034]本例的鋁基覆銅板絕緣層的組成及質(zhì)量百分比:含磷環(huán)氧樹脂、橡膠增韌環(huán)氧樹脂分別為7-10%、4-10%，線性酚醛樹脂2-4%，使用丙二醇甲醚溶解二苯基咪唑或二乙基咪唑0.01-0.03%,使用球磨機處理D504-6微米75%的球形AlN和0.5_1%KH560與丙二醇甲醚的混合物2-4h，其余為溶劑；將各種材料混合在一起采用抽真空加熱的方式攪拌制成環(huán)氧樹脂膠粘劑。
[0035]鋁基覆銅板的制造工藝，其步驟為:
[0036]a.對鋁板進行不織布干法打磨，打磨鋁板表面粗糙度控制在Ra0.5-1.0，Rz3.0-5.0 ；
[0037]b.把膠粘劑采用絲網(wǎng)印刷的方式涂覆在鋁板表面，對絕緣涂層采用紅外加熱的方式進行預固化，烘箱溫度分段設定:120-140°C ； 140-160°C ； 160-180°C ; 140_150°C，時間4min，然后空調(diào)冷卻、空氣循環(huán)冷卻至室溫。
[0038]c.將銅箔疊放在預固化絕緣層表面，在溫度170-200°C、真空度lKpa_5Kpa，壓力10-20kg/cm2壓制70-100min，制成鋁基覆銅板。
[0039]實施例2:
[0040]本例的鋁基覆銅板絕緣層的組成及質(zhì)量百分比:含磷環(huán)氧樹脂、橡膠增韌環(huán)氧樹脂分別為7-10%、4-10%，線性酚醛樹脂2-4%，使用丙二醇甲醚溶解二苯基咪唑或二乙基咪唑0.01-0.03%,使用球磨機處理D509-15微米60%不規(guī)則的Al2O3, D504-6微米球形21%A1N和0.5-1%ΚΗ560與丙二醇甲醚的混合物2-4h，其余為溶劑；將各種材料混合在一起采用抽真空加熱的方式攪拌制成環(huán)氧樹脂膠粘劑。[0041]鋁基覆銅板的制造工藝，其步驟為:
[0042]a.對鋁板進行除油，打磨，陽極氧化處理；
[0043]b.把膠粘劑采用絲網(wǎng)印刷的方式涂覆在鋁板表面，對絕緣涂層采用紅外加熱的方式進行預固化，烘箱溫度分段設定:120-140°C ； 140-160°C ； 160-180°C ; 140_150°C，時間4min，然后空調(diào)冷卻、空氣循環(huán)冷卻至室溫。
[0044]c.將銅箔疊放在預固化絕緣層表面，在溫度170-200°C、真空度，lKpa_5Kpa，壓力10-20kg/cm2壓制70-100min，制成鋁基覆銅板。
[0045]實施例3:
[0046]本例的鋁基覆銅板絕緣層的組成及質(zhì)量百分比:本含磷環(huán)氧樹脂、橡膠增韌環(huán)氧樹脂分別為7-10%、4_10%，線性酚醛樹脂2-4%，使用丙二醇甲醚溶解二苯基咪唑或二乙基咪唑0.01-0.03%,使用球磨機處理D509-15微米40%的非規(guī)則A1203、D504_6微米19%的球形AIN、D500.5-2微米的球形10%BN和0.5_1%KH560與丙二醇甲醚的混合物2_4h，其余為溶劑；將各種材料混合在一起采用抽真空加熱的方式攪拌制成環(huán)氧樹脂膠粘劑。
[0047]鋁基覆銅板的制造工藝，其步驟為:
[0048]a.對鋁板進行不織布干法打磨；
[0049]b.把膠粘劑采用絲網(wǎng)印刷的方式涂覆在鋁板表面，對絕緣涂層采用紅外加熱的方式進行預固化，烘箱溫度分段設定:120-140°C ； 140-160°C ； 160-180°C ; 140_150°C，時間4min，然后空調(diào)冷卻、空氣循環(huán)冷卻至室溫。
[0050]c.將銅箔疊放在`預固化絕緣層表面，在溫度170-200°C、真空度lKpa_5Kpa，壓力10-20kg/cm2壓制70-100min，制成鋁基覆銅板。
[0051]實施例4:
[0052]本例的鋁基覆銅板絕緣層的組成及質(zhì)量百分比:本含磷環(huán)氧樹脂、橡膠增韌環(huán)氧樹脂分別為7-10%、4-10%，線性酚醛樹脂2-4%，使用丙二醇甲醚溶解二苯基咪唑或二乙基咪唑0.01-0.03%,使用球磨機處理D504-6微米60%的球形A1N、D500.5-2微米20%的球形BN和0.5-l%KH560與丙二醇甲醚的混合物2_4h，其余為溶劑；將各種材料混合在一起采用抽真空加熱的方式攪拌制成環(huán)氧樹脂膠粘劑。
[0053]鋁基覆銅板的制造工藝，其步驟為:
[0054]a.對鋁板進行不織布干法打磨；
[0055]b.把膠粘劑采用絲網(wǎng)印刷的方式涂覆在鋁板表面，對絕緣涂層采用紅外加熱的方式進行預固化，烘箱溫度分段設定:120-140°C ； 140-160°C ； 160-180°C ; 140_150°C，時間4min，然后空調(diào)冷卻、空氣循環(huán)冷卻至室溫。
[0056]c.將銅箔疊放在預固化絕緣層表面，在溫度170-200°C、真空度lKpa_5Kpa，壓力10-20kg/cm2壓制70-100min，制成鋁基覆銅板。
[0057]本發(fā)明與現(xiàn)行鋁基覆銅箔層壓板比較板材的熱導率(測試方法采用ASTM5470)和其它測試結(jié)果見下表。阻燃性按UL-94試驗。
[0058]
【權利要求】
1.一種膠粘劑，其特征在于，包括無機填料、KH560和丙二醇甲醚，其中所述KH560占無機填料總重量的0.5%-1%，所述KH560與丙二醇甲醚按照1:1的質(zhì)量比混合；所述無機填料為不同粒徑球形或不規(guī)則形氧化鋁、氮化鋁、氮化硼中的一種或多種無機填料復配。
2.一種膠粘劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)無機填料的配比與預處理 將氧化鋁、氮化鋁、氮化硼中的一種或多種無機填料復配，分別選用球形填料和不規(guī)則填料互相配合，大粒徑、中粒徑和小粒徑相互配合,大粒徑的D50選用9-15微米的填料，中粒徑的D50選用4-6微米的填料，小粒徑的D50選用0.5-2微米的填料，大、中、小填料占膠水體系的重量百分比為75-81%，在以上填料中加入占膠水體系重量百分比為1-2%的KH560與丙二醇甲醚重量比1:1的混合溶液，在球磨機中處理2-4小時，將填料與偶聯(lián)劑充分混合均勻； 2)加入橡膠改性環(huán)氧樹脂改善絕緣層的韌性，加入量占整個膠水體系重量的3%-5%，加線性酚醛樹脂固化改善耐熱性，加入量占整個膠水體系重量百分比為1.8-3%，然后以重量百分比計，加入6-8%的含磷環(huán)氧樹脂，加入0.010-0.020%咪唑類固化促進劑，其余為溶劑和添加劑； 3)對以上填料、樹脂、固化促進劑、溶劑構(gòu)成的膠水體系進行抽真空、加熱攪拌處理，處理時間30min-60min抽真空的真空度為-0.05MPa以下，加熱溫度50_80°C。
3.一種鋁基覆銅板的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)對鋁板進行打磨處理； 2)將高導熱環(huán)氧樹脂膠粘劑涂覆在鋁板表面并做預固化處理，得到厚度為50-150微米的半固化絕緣層； 3)在半固化的絕緣層上覆上銅箔，采用層壓工藝，在真空壓機中進行，其中真空度為lKpa-5Kpa，壓力10_20kg/cm2，溫度170°C _200°C保溫70_120min后降溫，得到鋁基覆銅板。
4.根據(jù)權利要求3所述的鋁基覆銅板的制造方法，其特征在于，步驟I)中，對所述鋁板的打磨處理具體采用不織布干法打磨，打磨鋁板表面粗糙度控制在Ra0.5-1.0,Rz3.0-5.0。
5.根據(jù)權利要求3所述的鋁基覆銅板的制造方法，其特征在于，步驟2)中，采用絲網(wǎng)印刷的方法將高導熱環(huán)氧樹脂膠粘劑涂覆在鋁板表面。
6.根據(jù)權利要求3所述的鋁基覆銅板的制造方法，其特征在于，步驟2)中，所述預固化處理具體為:采用紅外加熱的方式，預固化采用紅外五段烘箱，各段烘箱加熱溫度設定不同的方式預固化，五段烘箱的溫度設定分別為130-150°C，150-170°C，170-180°C，165-175°C，150-165°C。
7.根據(jù)權利要求3所述的鋁基覆銅板的制造方法，其特征在于，步驟3)中，所述的層壓工藝中銅箔面朝鏡面鋼板，鋁板面對鋁板面疊book，采用每層裝兩塊鋁板的裝板方式，并且為了保證板材表觀質(zhì)量，層壓所用緩沖牛皮紙中加耐高溫緩沖PET保護膜。
【文檔編號】B32B7/12GK103773266SQ201410020284
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月16日 優(yōu)先權日:2014年1月16日
【發(fā)明者】吳雅惠, 曾耀德, 武偉 申請人:陜西生益科技有限公司