高导热型铝基覆铜箔板用连续化胶膜的研制.doc

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1、高导热型铝基覆铜箔板用连续化胶膜的研制高导热型铝基覆铜箔板用连续化胶膜的研制2011年08月24日　　高导热型铝基覆铜箔板用连续化胶膜的研制　　摘要

2、本研究采用改性环氧树脂和高导热性无机填料制作了一种高导热型铝基覆铜箔层压板用胶膜树脂，并采用适当的设备制作了厚度合适、便于操作的连续胶膜。该产品具有优良的导热功能，性能稳定，采用该种胶膜制作的铝基覆铜板性能可以达到国外同类产品技术指标。　　关键词

3、环氧树脂连续化胶膜导热填料导热系数　　一、引言　　随着PCB向高密度化布线方向的发展，其对PCB基板材料散热性的要求越来越高，于是具有高散热性

4、、良好机械加工性及高平整性的金属铝基板受到市场推崇。近几年，LED作为一种环保节能光源，其在照明领域发展的广阔前景，吸引全球照明大厂家都先后加入LED光源及市场开发中。美、日、欧及中国台湾省均推出了半导体照明计划。由此引发LED采用的高导热型铝基覆铜箔板的开发和应用也显得尤为重要。高导热型铝基覆铜箔板用的连续化胶膜就是在这样的背景中开发的。　　二、高导热连续化胶膜的结构　　高导热连续化胶膜由离型薄膜、高导热绝缘层和离型薄膜组成。它是一种用于制造印制线电路板的特殊基材。　　三、高导热连续化胶膜设计思路　　高导热连续化胶膜是由提供粘接的树

5、脂和高导热的无机填料组成的，因此，我们需要选择合适的树脂体系、适当高导热性填料及树脂体系与填料混溶性及加工工艺性的研究。选择树脂和填料的同时要兼顾考虑制作成基板的热传导性、耐热性、耐击穿电压性和绝缘可靠性。　　3.1连续化胶膜树脂体系的选择　　高导热型连续化胶膜的树脂选用主要以制作覆铜板的树脂体系为主，国内常用的几种树脂体系覆铜板的性能比较。　　导热性优良的树脂首先是PI树脂，其导热性是目前高分子材料中导热性最好的材料之一，但工艺性较差。其次是环氧树脂和酚醛树脂，由于酚醛树脂脆性大，不易制作柔顺较好的材料，不予考虑。而环氧树脂以其优异

6、的电器绝缘性，良好的粘结性、耐热性及化学稳定性等优点而被广泛应用，虽然其导热性较差，但可通过导热性优良的无机填料进行弥补，因此我们采用环氧树脂作为高导热连续化胶膜用基本树脂。　　因为我们制作的是一种柔顺非常好胶膜用树脂，环氧树脂韧性比较差，再加入大量导热性无机填料将会使环氧树脂变得更脆，所以必须对环氧树脂进行改性，增加其韧性，采用聚乙烯醇缩丁醛、聚酰胺改性环氧。丁腈橡胶、丙烯酸酯、聚氨酯等对环氧进行改性，几种改性树脂性能比较。　　可以看出，以聚乙烯醇缩丁醛、丁腈橡胶、丙烯酸酯、聚氨酯改性环氧综合性能较优，该胶不仅电性能、耐热性、耐吸湿

7、性好，而且粘接力好，成本低。所以，我们可以用以上几种胶粘剂改性环氧作高导热型连续化胶膜的树脂体系。　　3.2连续化胶膜用填料的选择　　3.2.1填料导热性　　环氧树脂尽管综合性能优异，但导热性相对较低，所以要显著提高绝缘介质层的导热性能，必须加入导热性和介电性能良好的无机填料。常见的几种无机填料的热学和电学性能。　　可以看出，氧化铍、氮化铝、氮化硼、碳化硅、氧化铝、氧化镁等具有较高的导热性和良好的介电性能，其中氧化铍有毒，我们不考虑这种填料。　　3.2.2填料工艺性的选择　　导热填料树脂的工艺性与填料的颗粒形状、比表面积、粒径大小、密

8、度、吸油量、填充密度等一些物理性质息息相关。先谈颗粒形状，球形颗粒具有最高的堆积密度和均匀的应力分布，可增加熔融流动性和粉末流动性，从而降低粘度；立方体和片状颗粒具有较高的堆积密度和良好的增强性；树枝状颗粒有非常大的表面积，有利于发生相互作用；薄片状颗粒有较大的反射表面，有利于取向，且具有较低的液体、气体和蒸汽的渗透性；细长状颗粒具有较高的强度，可减少收缩和热膨胀，并可提高触变性；不规则颗粒不具有特殊的优势，但一般容易制造。　　填料的比表面积与颗粒尺寸和填料的表面情况有关，无孔大颗粒如金属颗粒、热熔融制造的颗粒和玻璃珠，比表面积最小；

9、矿物填料颗粒，尤其是劈裂成光滑表面的矿物填料，有适当孔的小颗粒填料的比表面积属中等；颗粒尺寸很小，聚集体积和高孔隙率的矿物颗粒的比表面积最大。　　另外还有吸油量也是广泛应用的参数，可以表征填料对被填充填料的流变性质的影响，如果填料的吸油量低，则填料对粘度的影响非常小；中等吸油量的填料是有效的共增稠剂；非常高的吸油量的填料则可用作增稠剂和吸收剂。　　根据以上对填料的综合分析，我们知道球形颗粒具有较高的堆积密度和均匀的应力分布，比表面积也较低，具有低吸油量，球形填料对粘度的影响小，填充时填充密度最大，因此可以达到最佳的导热状态。我们选用颗

10、粒形状、比表面积、粒径大小、密度、吸油量、填充密度等各项性能合适的氮化硼、氮化铝、氧化铝、和氧化镁等材料进行试验，从制作工艺和测试结果比较各种填料的导热效果。　　3.3填料的处理和用量　　选好了导热性填料后必须对无机填料