一种导热电绝缘高分子材料，包含热固型环氧树脂、纤维支撑材料、固化剂及导热填料。其中，该热固型环氧树脂是选自末端环氧官能团环氧树脂、侧链型环氧官能团环氧树脂或四官能环氧树脂的群组或其混合物，该热固型环氧树脂占该导热电绝缘高分子材料的体积百分比介于4％至60％之间。固化剂在固化温度下固化该热固型环氧树脂。导热填料占该导热电绝缘高分子材料的体积百分比介于40％至70％之间。纤维支撑材料占该导热电绝缘高分子材料的体积百分比介于1％至35％之间。导热电绝缘高分子材料的导热系数大于0.5W/mK。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种导热电绝缘(heat-conductive dielectric)高分子材料及包含该导热电绝缘高分子材料的散热基板(heat dissipation substrate),特别是,涉及具有纤维支撑的导热电绝缘高分子材料及包含该导热电绝缘高分子材料的散热基板。
技术介绍
近几年来，白光发光二极管(LED)是最被看好且最受全球瞩目的新兴产品。它具有体积小、耗电量低、寿命长和反应速度佳等优点，能解决过去白炽灯泡所难以克服的问题。LED应用于显示器背光源、迷你型投影机、照明及汽车灯源等市场愈来愈获得重视。然而，对于照明用的高功率LED而言，其输入LED的功率只有约15 20%转换成光，其余80 85%转换成热。这些热如果无法适时逸散至环境，将使得LED组件的接口温度过高而影响其发光强度及使用寿命。因此，LED组件的热管理问题愈来愈受到重视。图I是以往应用于电子组件(例如LED组件，未图示)的散热基板10的示意图。该散热基板10包含一绝缘导热材料层12及两个层叠于该绝缘导热材料层12上下表面的金属箔11。该电子组件则设置于该上金属箔11上方。已知该散热基板10的制造工序是先将液态环氧树脂(liquid epoxy)加上导热填料(例如氧化铝颗粒)混炼之后加上固化剂(curing agent),以形成树脂楽；(slurry)。接着将该树脂衆利用真空去除其中所含的气体后，涂抹在该下金属箔11上。之后，将该上金属箔11置于该树脂浆表面，以形成金属箔/树脂浆/金属箔的复合结构。随后，将该复合结构经过热压及固化后形成该散热基板10。其中，该树脂浆经热压及固化即形成该绝缘导热材料层12。然而，该以往的制造工序因受限于该树脂浆的性质而有以下缺点(I)该以往制造工序必须于特定时间内完成，否则该树脂浆发生固化而无法涂抹在金属箔上，造成该树脂浆的浪费 '及(2)该以往制造工序在进行热压步骤时，部分树脂浆将溢出两金属箔11外，且当到达热压温度时会发生固体与液体分层的现象(separation),使得导电填料于该绝缘导热材料层12中分布不均，进而影响该散热基板10的散热效率。另外，由于该树脂浆也有储存不易的问题，且因该树脂浆呈现的粘滞状态，限制该散热基板制造工序的弹性(例如无法有效率地制作具有不同形状的散热基板)。进而，以往技术中的导热电路基板的制作是将液态环氧树脂、导热填料和固化剂等材料混合而成的树脂浆涂布于金属基材上，然后将其加热以形成胶态(B-stage)，最后再利用热压合制作成电路板；或者以FR4电路基板而言，将环氧树脂涂布于玻璃纤维布上，力口热形成胶态(B-stage)后，再由热压工序制作出玻璃纤维电路板。上述以往技术的工序需使用较低粘度的树脂浆，然而低粘度的树脂浆会因导热填料沉降而产生固体与液体分层的现象，此现象会造成混合不均，进而影响到散热效率，而且该树脂浆也有储存不易的问题。以玻璃纤维布制作的电路板，由于玻璃纤维布的导热系数低(约为O. 36ff/mK)，故其导热效果不佳。综上所述，以往技术中的导热电路基板需使用低粘度的树脂浆，而易发生固体与液体分层的问题。此外，由于玻璃纤维布的导热系数低，因此以玻璃纤维布制作的电路板导热效果不佳。因此，如何开发一种导热绝缘材料，并可同时当作电路板的高效率热传介质，已成为相当重要的课题。
技术实现思路
本专利技术一方面是提供一种导热电绝缘高分子材料，其具有纤维支撑材料而呈现橡胶状(rubbery),由此提高其可加工性(processibility),且使其具有良好的导热特性。本专利技术另一方面是提供一种包含该导热电绝缘高分子材料的散热基板，其具有优异的散热特性及耐高电压介电绝缘特性。本专利技术揭示一种导热电绝缘高分子材料，其具有纤维支撑结构。导热电绝缘高分子材料包含高分子成分、纤维支撑材料、固化剂(curing agent)及导热填料(heat-conductive filler)。该高分子成分包含热固型环氧树脂(thermosetting epoxy)。 该固化剂是在固化温度下用以固化该热固型环氧树脂。该纤维支撑材料及导热填料是均勻分散于该闻分子成分中。导热填料占该导热电绝缘闻分子材料的体积百分比在40%至70%之间。纤维支撑材料占该导热电绝缘高分子材料的体积百分比在1% 35%。导热电绝缘高分子材料的导热系数大于O. 5W/mK。一实施例中，高分子成分所包含的热固型环氧树脂是选自末端环氧官能团环氧树月旨、侧链型环氧官能团环氧树脂或四官能环氧树脂的群组或其混合物。热固型环氧树脂占该导热电绝缘高分子材料的体积百分比在4%至60%之间。一实施例中，纤维支撑材料可选自无机陶瓷纤维或有机高分子纤维的群组或其组合物，例如玻璃纤维、氧化铝纤维、碳纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维或其混合物。又，就形状而言，纤维支撑材料可为短切原丝(chopped strand)纤维材料。一实施例中，高分子成分可另包含热塑型塑料，即该热固型环氧树脂可添加热塑型塑料，并彼此互溶且呈均匀相(homogeneous)，由此，使得该导热填料可均匀分散在其中，以达到最佳的导热效果。因热塑型塑料与纤维支撑材料搭配的特性使该导热电绝缘材料可以通过热塑型塑料制造工序(例如挤押(extrusion)、压延(calendaring)或射出(injection molding))成形,又因含有热固型塑料,在高温下得以固化交联,从而形成热塑型塑料与热固型塑料的互穿网络结构(inter-penetrating network),此结构不但可以有耐高温不变型的热固型塑料特性，又拥有强韧不易脆裂的热塑型塑料的特性，并可与金属电极或基板产生强力粘着。本专利技术还揭示一种散热基板，其包含第一金属层、第二金属层以及导热电绝缘高分子材料层。该导热电绝缘高分子材料层是层叠于该第一金属层及第二金属层之间并形成物理接触，另可通过氢键或范德华力形成金属层与热固型塑料间的作用力，也可使用经过化学表面处理的金属材料，可与热固型塑料形成更稳固的化学键结。且该导热电绝缘高分子材料层的厚度为0. Imm,可耐大于500伏特的电压。附图说明图I是以往应用于电子组件的散热基板不意图2是本专利技术的散热基板示意图。附图标记的说明10散热基板11金属箔12绝缘导热材料层20散热材料21第一金属层22第二金属层 23导热电绝缘高分子材料层24纤维支撑材料25微粗糙面26瘤状突出物具体实施例方式本专利技术的导热电绝缘高分子材料，包含高分子成分、纤维支撑材料、固化剂及导热填料。该高分子成分包含热固型环氧树脂。该固化剂在固化温度下用以固化该热固型环氧树脂。该导热填料是均匀分散于该高分子成分中，且占该导热电绝缘高分子材料的体积百分比介于40%至70%之间。该纤维支撑材料占该导热电绝缘高分子材料的体积百分比介于1% 35%,其中，该导热电绝缘高分子材料的导热系数大于O. 5W/mK。图2是本专利技术的散热基板20的示意图，包含第一金属层21、第二金属层22及具有纤维支撑材料24的导热电绝缘高分子材料层23。该第一金属层21及第二金属层22与该导热电绝缘高分子材料层23之间界面是形成物理接触(physical contact),且其中至少一界面为微粗糙面25，该微粗糙面25包含多个瘤状突出物26，且该本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种导热电绝缘高分子材料，包含：高分子成分，其包含热固型环氧树脂，该热固型环氧树脂是选自末端环氧官能团环氧树脂、侧链型环氧官能团环氧树脂或四官能环氧树脂的群组或它们的混合物，该热固型环氧树脂占该导热电绝缘高分子材料的体积百分比介于4％至60％之间；纤维支撑材料，其均匀分散于该高分子成分中，且占该导热电绝缘高分子材料的体积百分比介于1％至35％之间；固化剂，其在固化温度下固化该热固型环氧树脂；以及导热填料，其均匀分散于该高分子成分中且占该导热电绝缘高分子材料的体积百分比介于40％至70％之间，且该导热电绝缘高分子材料的导热系数大于0.5W/mK。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱复华，王绍裘，沙益安，陈国勋，
申请(专利权)人：聚鼎科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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