用于电子电路的导热聚合物制品制造技术

本文公开了一种导热聚合物制品，其由聚合物树脂和导热添加剂制成，其中所述制品经过激光成型和等离子体金属化，并且优选通过无铅回流焊实施表面装配技术(SMT)，从而提供集成电路。所述制品可以是印刷电路板或LED照明组件及其他形式。导热添加剂可以是绝缘或导电的，也可以同时采用两种类型。导热聚合物配混物能够挤出、模塑、压延、热成型或3D打印，然后形成散热、激光成型和等离子体金属化聚合物制品的形式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电子电路的导热聚合物制品优先权声明本申请要求2014年10月7日提交的美国临时专利申请系列第62/060,707号的优先权，该申请的代理机构案卷号为12014015，其内容通过参考结合于此。
本专利技术涉及热塑性聚合物配混物，其具有导热性，能够激光成型和等离子体金属化。
技术介绍
现代社会中任何通电产品都不具有理想的效率因此，能量的消耗伴随着放热。通电产品的散热是工业工程普遍关心的问题。电子产品特别容易过热。个人计算机包含风扇，通过对流散热使敏感电子部件大致保持在环境温度。PCT专利申请公开WO200714978(Barber等)披露了聚苯硫醚(PPS)及其他热塑性树脂在导热型热塑性配混物中的应用。可制备聚合物制品用于电子电路，利用所谓的“激光直写成型”工艺，通过直接金属化可以在任何形状的聚合物制品表面中制作集成电路迹线。根据Ranft等人的“导热聚合物的激光直写成型：新型热管理方法”(LASERDIRECTSTRUCTURINGOFTHERMALLYCONDUCTIVEPOLYMERS:ANINNOVATIVETHERMALMANAGEMENTAPPROACH)(ANTEC,2012)，激光直写成型工艺(LDS)是通过直接金属化在三维热塑性部件(所谓的模塑互连器件)(3D-MID)上形成集成电路迹线的成熟技术。从1990年代晚期开始，LDS技术从汽车和通信应用中的少量商业化产品起步。最近，此技术的最大市场是制造集成式手机天线，主要位于亚洲国家。Ranft等人还报告，照明
的另一快速成长的市场和重要的经济因素是基于高亮度发光二极管(LED)的应用在数量上暴涨。特别是与节能的迫切需求相关的发光效率的改善导致它们越来越多地用于普通照明(民用、工业和户外)、交通信号灯、汽车照明及其他光电子应用。
技术实现思路
本领域需要具有导热性并且还能进行激光成型的导热聚合物配混物，用来在由该配混物制成的聚合物制品表面上的激光成型部分上通过直接金属化产生集成电路迹线。较佳的是，这些聚合物制品是印刷电路板或LED照明组件，它们是两种需要突出的散热管理的聚合物制品。因为聚合物配混物导热，所以聚合物制品，特别是印刷电路板或LED照明组件，能够作为从热源散热的机构，所述热源是集成电路或者与集成电路相连的电子器件。本专利技术采用一种或多种导热添加剂为已进行激光成型和等离子体金属化的聚合物制品提供导热性，从而解决了该问题。此外，导热塑料制品可以是绝缘的或者导电的。因此，本专利技术的一个方面是已进行激光成型和等离子体金属化的聚合物制品，其包含导热聚合物配混物，所述导热聚合物配混物包含能够进行激光成型和等离子体金属化的聚合物树脂和选自下组的导热添加剂，该组由以下各项组成：导热绝缘添加剂和导热导电添加剂。较佳的是，聚合物树脂能够通过无铅回流焊实施表面装配技术(SMT)。下面将探讨本专利技术的各种特征。附图说明图1是由导热聚合物配混物制成的聚合物制品照片，其已激光成型，用来制备用于电子电路的平坦表面。图2是图1所示聚合物制品的照片，其已等离子体金属化，用来提供电子电路。图3是在电子电路上焊有LED的聚合物制品的照片。具体实施方式热塑性聚合物基体只要能够进行激光成型和等离子体金属化而不对其结构性质如耐久性、韧性、耐热性造成不利影响，任何常规热塑性聚合物都是用作本专利技术的配混物基体的候选对象。无需过多实验，本领域普通技术人员能够在考虑成本、制造技术、物理性质、化学性质等因素的基础上选择基体。合适的热塑性聚合物的非限制性例子有聚烯烃、聚卤代烯烃、聚酰胺、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚亚芳基类聚合物(polyarylene)(聚亚芳基硫醚类(sulfides)、聚亚芳基醚(ethers)等)及其混合物。所述聚合物可以是均聚物或共聚物。在这许多候选对象中，优选使用聚苯硫醚，因为它具有耐久性、高温耐受性，存在合适的导热性和热变形温度。聚苯硫醚是含有苯基部分和与之键合的一种或多种硫化物的聚合物。本领域技术人员会认识到，各种市售聚苯硫醚适用于本专利技术。这种市售聚苯硫醚(“PPS”)的非限制性例子包括可以各种级别购自德克萨斯州伍德兰市雪佛龙菲利普化学公司(ChevronPhillipsChemicalCo.ofTheWoodlands,Texas)的Ryton牌PPS粉末。为本领域技术人员所知的文献中的任何专利都适合用来确定合适的选择，而无需过多实验。导热添加剂导热绝缘添加剂氮化硼有潜力用于所述配混物的导热绝缘添加剂是氮化硼，可以立方氮化硼或六方氮化硼商购。本领域熟知，六方氮化硼比立方氮化硼提供更高的导热性，因而是优选的。六方氮化硼还有助于得到高表面电阻率。购自坎普顿市(Kempten)ESK陶瓷股份有限公司(ESKCeramicGmbH)(德国)的氮化硼粉末是目前优选的。铝硅酸盐另一种有潜力用于所述配混物的导热绝缘添加剂是铝硅酸盐。购自弗雷辛市(Frechen)QuarzwerkeGruppe公司(德国)的基于天然铝硅酸盐的Silatherm1360-100AST化合物是目前优选的。氧化锌另一种有潜力用于所述配混物的导热绝缘添加剂是氧化锌。购自昂格勒尔市优美科公司(UmicoreofAngleur)(比利时)的NEIGEB氧化锌是目前优选的。二氧化钛另一种有潜力用于所述配混物的导热绝缘添加剂是二氧化钛，可以金红石或锐钛矿商购。购自达拉斯市克罗诺斯公司(KronosofDallas)(美国)的KRONOS2220二氧化钛是目前优选的。尽管氮化硼、铝硅酸盐、氧化锌和二氧化钛具有不同的导热性质，但它们各自有可能能够单独用作导热绝缘添加剂，具体取决于在配混物中的利用率。在本专利技术的实验中已经发现，它们当中的氮化硼或铝硅酸盐能够单独用作这种类型的添加剂。在本专利技术的实验中还发现，氮化硼、氧化锌和二氧化钛能够一起使用，用作该类型的导热绝缘添加剂。无需过多实验，本领域普通技术人员能够从这四种导热绝缘添加剂中进行选择，以各种组合和数量使用，从而实现能够进行激光成型和等离子体金属化以制备本专利技术的聚合物制品的导热绝缘聚合物配混物。既导热又绝缘的其他添加剂也是适用于本专利技术的候选对象，因为本领域普通技术人员在制备导热聚合物制品如导热印刷电路板或LED照明组件时可能发现它们。导热导电添加剂石墨一种有潜力用于所述配混物的导热导电添加剂是石墨，可以天然或合成形式商购。购自伯恩市埃德尔石墨公司(EdelgraphitofBonn)(德国)的NFL98天然六方石墨是目前优选的。既导热又导电的其他添加剂也是适用于本专利技术的候选对象，因为本领域普通技术人员在制备导热聚合物制品如沥青碳纤维或碳纳米管时可能发现它们。可选的填料增强利用增强填料可以提高由本专利技术的配混物制成的聚合物制品(如印刷电路板)的结构整体性。这些填料优选呈化学惰性，绝缘，具有纤维形状。非传导性增强填料的非限制性例子有氧化硅、玻璃纤维、芳香族聚酰胺纤维、矿物纤维等。优选使用玻璃纤维，因为它比其他类型的填料易得且成本低。其他可选添加剂本专利技术的配混物可包含常规塑料添加剂，其含量足以获得配混物所需的加工性或性能。添加量不应造成添加剂浪费，也不应损害配混物的加工或性能。热塑性塑料配制领域的技术人员无需过多实验，只需参考诸如来自“塑料设计库”(Pla本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种进行了激光成型和等离子体金属化的聚合物制品，包含：导热聚合物配混物，包含：(a)能够进行激光成型和等离子体金属化的聚合物树脂；以及(b)选自下组的导热添加剂，该组由以下各项组成：导热绝缘添加剂和导热导电添加剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.07 US 62/060,7071.一种进行了激光成型和等离子体金属化的聚合物制品，包含：导热聚合物配混物，包含：(a)能够进行激光成型和等离子体金属化的聚合物树脂；以及(b)选自下组的导热添加剂，该组由以下各项组成：导热绝缘添加剂和导热导电添加剂。2.如权利要求1所述的聚合物制品，其中，所述聚合物树脂是聚苯硫醚。3.如权利要求1或2所述的聚合物制品，其中，所述导热绝缘添加剂选自下组，该组由以下各项组成：氮化硼、铝硅酸盐、氧化锌、二氧化钛或其组合，其中所述导热导电添加剂是石墨。4.如权利要求1或2或3所述的聚合物制品，还包含选自下组的添加剂，该组由以下各项组成：粘合促进剂；杀生物剂；抗雾化剂；抗静电剂；粘结、发泡和起泡剂；分散剂；填料和增容剂；阻燃剂；玻璃纤维；烟雾抑制剂；抗冲击改性剂；引发剂；润滑剂；云母；颜料、着色剂和染料；增塑剂；加工助剂；脱模剂；硅烷、钛酸盐和/或酯和锆酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·查巴尼，R·莫勒，
申请(专利权)人：普立万公司，
类型：发明
国别省市：美国,US