一种高导热金属基电路板及其制备方法技术

技术编号:12428193 阅读:92 留言:0更新日期:2015-12-03 12:59
本发明专利技术提供了一种高导热金属基电路板,包括金属基板、设置在金属基板表面的导热绝缘层、及形成在导热绝缘层上的电路,导热绝缘层的材质包括涂料,涂料包括如下质量百分含量的原料组分:聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二酯的混合物40-60%;氧化铝、氮化铝与氮化硼粉体混合物30-40%;助溶剂5-10%;稀释剂3-10%;固化剂0.5-1%;上述各原料的总质量百分含量为100%。该金属基电路板导热系数达5-15W/k.m,能有效导热,可提高电子元器件的稳定性和使用寿命,实现了在金属载体上制作电路(包括异型电路),为获得各种不同用途的电路板提供了新的方法。本发明专利技术还提供了该高导热金属基电路板的制备方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电路板领域,特别是涉及。
技术介绍
现有的电路板中,使用的金属基板和陶瓷基板都具有明显缺陷,其中,陶瓷基板由于陶瓷易碎的特性,不具备良好的机械加工性,需要激光切割或者直接高温烧结成型,加工成本高,而且在电路制作过程中也需要高温烧结,因此能耗非常高,不环保,导致在电路板行业无法大批量使用;而金属基板(如铝基板,不锈钢基板)则导热性不佳,绝缘性不好,(如铝基板的导热系数0.5-2ff/k.m,耐2000V-5000V电压击穿),而且制作工艺复杂,不环保,能耗高,使其应用大大受限;传统的金属基板的结构为:将金属载体,绝缘胶,铜箔,通过大力压合形成,由于绝缘胶的缺陷,导致产品的导热性非常低,后续制作电路的过程中,涉及到蚀刻电路,电镀等污染大的工艺,工艺复杂,不环保,而且无法形成异型电路,如3D面,曲面等。
技术实现思路
鉴于此,本专利技术实施例第一方面提供了一种高导热金属基电路板,以解决现有金属基电路板散热性能差、制备工艺复杂、工艺污染大的问题,以及解决现有技术无法实现在金属基板上制作异型电路的难题。第一方面,本专利技术实施例提供了一种高导热金属基电路板,包括金属基板、设置在所述金属基板表面的导热绝缘层、以及形成在所述导热绝缘层上的电路,所述导热绝缘层的材质包括涂料,所述涂料包括如下质量百分含量的原料组分:聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二酯的混合物40-60% ;氧化铝、氮化铝与氮化硼粉体混合物30-40 % ;助溶剂:5-10%;稀释剂:3-10%;固化剂:0.5-1%;上述各原料组分的总质量百分含量为100%。 本专利技术中导热绝缘层的涂料以聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二酯的混合物为担体,并加入氧化铝、氮化铝与氮化硼粉体导热填料,由于综合聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二酯的混合物和氧化铝、氮化铝与氮化硼粉体等原料的优异性能,通过上述质量配比的各种原料的协同作用,使得导热绝缘层兼具高导热(导热系数5-20W/k.m)和高绝缘性能(能承载5-10KV的电压击穿),在不同的金属基材上均能完全附着,耐300°C高温,同时具备良好的耐酸碱性,耐盐雾,抗老化性,抗冷热循环和抗冷热冲击性能。本专利技术高导热金属基电路板,由于设置了导热绝缘层,其导热系数可达5-15W/k.m,能有效导热,将电子产品中心的温度有效导出,再通过外部的散热通道散热,从而可提高电子元器件的稳定性、使用寿命和使用效果;同时,由于设置了导热绝缘层,很好的解决了导热和绝缘的问题,在两种性能之间达到平衡点,从而很好地实现了在金属载体上制作电路(包括异型电路),为获得各种不同用途的电路板提供了新的方法。本专利技术中,金属基板可以为招基板、不镑钢基板等。优选地,所述导热绝缘层的厚度为20-60微米。优选地,所述聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二酯的混合物中,聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚对苯二甲酸丁二酯的质量比为2:2-6。更优选地,聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚对苯二甲酸丁二酯的质量比为2:3-4。本专利技术采用聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二酯的混合物作为涂料担体,通过两种树脂的性能综合,可使涂料最终能与不同材质的载体产生良好的附着力和结合力,同时可使涂料在应用于电路板中时,可匹配电路部分的膨胀系数,提高电路板的稳定性。优选地,所述聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二酯的混合物的质量百分含量为45-55%。氧化铝、氮化铝与氮化硼粉体具有良好的导热性能,且稳定性好,添加入涂料中,可减少涂料热阻,提高涂料的整体导热性能。优选地,所述氧化铝、氮化铝与氮化硼粉体混合物的质量百分含量为30-35%。优选地,所述氧化铝、氮化铝与氮化硼粉体混合物中,氧化铝、氮化铝与氮化硼的质量比为1:1-3:3-5,所述氧化铝的颗粒粒径为0.1-2微米、所述氮化铝的颗粒粒径为0.1-1.5微米,所述氮化硼的颗粒粒径为0.1-1微米。本专利技术通过采用上述质量配比和粒径范围的氧化铝、氮化铝与氮化硼进行组合,可使涂料中形成良好导热途径,使得整个涂料涂层形成导热网链,提高涂料整体导热功效,同时提高涂层的力学性能。更优选地,氧化铝、氮化铝与氮化硼的质量比为1:2:4。更优选地,所述氧化铝的颗粒粒径为1-2微米、所述氮化铝的颗粒粒径为0.5-1.5微米,所述氮化硼的颗粒粒径为0.1-0.5微米。优选地,所述助溶剂的质量百分含量为6-8% ;所述稀释剂的质量百分含量为5-8% ;所述固化剂的质量百分含量为0.6-0.8%。优选地,所述助溶剂可以为乙酰胺、醇类或醇醚类有机溶剂。具体可以是异丙醇、异丁醇、正丁醇、丙二醇甲醚、乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚等。优选地,所述稀释剂可以为正丁醇、苯乙烯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲苯、二甲苯、丁酮、丙酮、苯甲醇、环己酮、醚醇。优选地,所述固化剂的主要成分为邻苯二甲酸二丁酯。当然,其它可实现本专利技术涂料固化的固化剂也适用本专利技术。本专利技术中,电路可以为任意形式,包括异型电路,如3D面,曲面等。本专利技术实施例第一方面提供的一种高导热金属基电路板,通过设置导热绝缘层,其导热系数可达5-15W/k.m,能有效导热,将电子产品中心的温度有效导出,再通过外部的散热通道散热,从而可提高电子元器件的稳定性、使用寿命和使用效果;同时,由于设置了导热绝缘层,很好的解决了导热和绝缘的问题,在两种性能之间达到平衡点,从而很好地实现了在金属载体上制作电路(包括异型电路),为获得各种不同用途的电路板提供了新的方法。由于金属基材的优良机加工性,可塑性,耐用性,因而为整个电路板行业发展,提供了新的方向。第二方面,本专利技术实施例提供了一种高导热金属基电路板的制备方法,包括以下步骤:(I)将聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二酯的混合物与助溶剂按比例混合,充分搅拌反应完全,得到浆料;取氧化铝、氮化铝与氮化硼粉体,充分研磨混匀后,得到氧化铝、氮化铝与氮化硼粉体混合物,在气氛保护,60-80°C温度下,将所述氧化铝、氮化铝与氮化硼粉体混合物与上述所得浆料混合,再添加稀释剂、固化剂,搅拌分散均匀,得到涂料,上述各原料按如下质量百分含量混合:聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二酯的混合物40-60% ;氧化铝、氮化铝与氮化硼粉体混合物30-40% ;助溶剂:5-10%;稀释剂:3-10%;固化剂:0.5-1%;上述各原料组分的总质量百分含量为100% ;(2)取金属基板,将上述所得涂料涂覆或印刷在所述金属基板上,于140_170°C温度下固化,形成导热绝缘层;(3)另取聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二酯的混合物,与导电粉混合,制作得到导电浆料,利用所述导电浆料在所述导热绝缘层上直接印刷成电路,得到高导热金属基当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高导热金属基电路板,其特征在于,包括金属基板、设置在所述金属基板表面的导热绝缘层、以及形成在所述导热绝缘层上的电路,所述导热绝缘层的材质包括涂料,所述涂料包括如下质量百分含量的原料组分:聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二酯的混合物40‑60%;氧化铝、氮化铝与氮化硼粉体混合物30‑40%;助溶剂:5‑10%;稀释剂:3‑10%;固化剂:0.5‑1%;上述各原料组分的总质量百分含量为100%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:王晓群陈镖
申请(专利权)人:深圳市莱特宁新材料科技有限公司
类型:发明
国别省市:广东;44

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