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一种提高PCB铝基板导电散热的方法技术

技术编号:41348354 阅读:17 留言:0更新日期:2024-05-20 10:02
本发明专利技术公开了一种提高PCB铝基板导电散热的方法,方法包括铝基板的制备步骤,铝基板具有铝基层、绝缘层和导电层,导电层为铜箔,铝基板的制备步骤如下将铝板切成铝片,打磨去毛刺,采用碱性溶液对铝片进行碱蚀,再使用纳米级二氧化硅抛光液对铝片进行镜面抛光;碱性溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸钠溶液、磷酸钠溶液中的一种;碱蚀的温度为35‑45℃,碱蚀的时间为3‑4min,碱性溶液的浓度为1‑1.2mol/L;纳米级二氧化硅抛光液的径粒大小选择60‑80nm,镜面抛光时间为4‑5min;制作绝缘层;采用热压合成铝基板或在绝缘层上采用磁控溅铜在绝缘层上制备导电膜层,本发明专利技术提高了铝基板的导电和散热效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于pcb铝基板领域,具体涉及一种提高pcb铝基板导电散热的方法,该方法能够通过不同的方式提高了铝基板的导电和散热的效果。


技术介绍

1、设备中的电子元器件都是设置在电路基板上,其与电子元器件直接接触,承担着电子元器件的导电和散热的作用,因此电路基板的导电性和导热性直接决定了整个设备的导电和散热性。

2、目前主流的电路基板为树脂基板、金属基板和陶瓷基板,而由于金属基板高热导热、电绝缘性能、机械加工性等特点而受到广泛应用。金属基覆铜板的基底常以铝、铜、铁为主,但铜的高成本、铁的不稳定性,使得铝基覆铜板应用最广。铝基覆铜板由金属基层、绝缘层以及导电层(铜箔)三种结构组成,其中绝缘层是核心部分,主要起粘接、绝缘和导热作用,绝缘层导热散热性能越强,器件散热性能越好。

3、中国专利cn116254084a公开了一种mini led用铝基板导热胶及制备方法,其中导热胶由以下原料按质量份制备而得:二甲基甲酰胺85~95份、环己酮160~220份、橡胶7.5~8.5份、128环氧树脂185~210份、双氰胺4~4.5份、kh-5606.5~7.5份、氧化铝600~650份、改性聚酰亚胺纤维30~35份、2-甲基咪唑0.16~0.2份。本专利技术通过对聚酰亚胺纤维表面进行改性,提高聚酰亚胺纤维的导热性。通过对氮化铝粉末进行防水解改性,进一步提升导热性能。得到的铝基板导热胶其导热系数可达2-3w/(m.k),同时绝缘性完全符合高导热led铝基板的绝缘要求。

4、中国专利cn115710465a公开了一种制作铝基板用导热胶膜工艺,其包括如下步骤:s1:首先,将环氧树脂、固化剂以及丙烯酸树脂按预定的比例混合均匀;s2:然后,在前述混合液中继续添加助剂并继续搅拌均匀,所述助剂包括固化剂促进剂、活性稀释剂、光引发剂、偶联剂和流平剂;s3:接着,继续在前述混合液中加入70%以上的导热填料并继续搅拌均匀以形成胶液,所述导热填料包括氮化铝或氧化铝;s4:然后,将前述胶液均匀涂覆在离型膜之上,并使其在60℃的烘道下成膜;s5:接着,将涂覆有胶膜的离型膜在紫外光照下固化;s6:最后,将完成固化的胶膜收卷,解决了如何制备无溶剂、无增韧剂的高导热绝缘介质胶膜的技术问题。

5、中国专利cn115404031a公开了一种高耐热性铝基板及其制备方法,所述高耐热性铝基板包括金属基层、导热绝缘层和电路层,所述导热绝缘层由胶粘剂干燥后获得,其中,所述胶粘剂由以下重量份数组分组成:双酚a型环氧树脂28-43份,酚醛树23-38份,天然橡胶10-20份,硫磺类无机硫化剂1-2份,硅烷偶联剂5-12份,双氰胺固化剂1-2份,导热填料粒子10-15份,二氧化硅41-60份,软硅15-25份,有机溶剂30-40份;所述铝基板具有优异的耐热性能。

6、中国专利cn114634785a公开了一种高导热覆铜铝基板用石墨烯复合胶液及其制备方法,包括以下原料组分,按重量份数计,改性环氧树脂100-120份、固化剂10-15份、固化促进剂5-7份、阻燃剂5-7份、有机溶剂40-50份、复合填料20-30份。其中,改性环氧树脂主要由双酚a、对甲苯磺酸铁、3,4-乙烯二氧噻吩、环氧氯丙烷经反应制得。复合填料主要由质量比为1:1-2的氮化硅和氧化石墨烯、硅烷偶联剂、乙二胺二琥珀酸经反应处理得到。通过对环氧树脂、氮化硅和氧化石墨烯进行分步处理后,发挥各原料的优势,同时规避存在的缺陷,最终得到胶液,其加工得到的覆铜铝基板具有优异的导热性能、力学性能、耐腐蚀性,且介电损耗低,耐高压。

7、上述专利技术虽然声称能够提高导热性能,但是只是对物质进行简单的混合,未考虑到在混合的同时利用到物质的特性提高导电导热的目的。


技术实现思路

1、鉴于上述技术问题,本专利技术提供了一种提高pcb铝基板导电散热的方法,能够解决现有技术中的问题,本专利技术与现有技术中主要不同在于,在混合时考虑到填料的特性对导热的影响,相比现有技术更能够提高导热的效果。

2、为解决上述技术问题,本专利技术的技术方案如下:

3、一种提高pcb铝基板导电散热的方法,所述方法包括铝基板的制备步骤,所述铝基板具有铝基层、绝缘层和导电层,所述导电层为铜箔,所述铝基板的制备步骤如下

4、(1)将铝板切成铝片,打磨去毛刺,采用碱性溶液对铝片进行碱蚀,再使用纳米级二氧化硅抛光液对铝片进行镜面抛光;

5、所述碱性溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸钠溶液、磷酸钠溶液中的一种;

6、所述碱蚀的温度为35-45℃,所述碱蚀的时间为3-4min,所述碱性溶液的浓度为1-1.2mo l/l;

7、所述纳米级二氧化硅抛光液的径粒大小选择60-80nm,所述镜面抛光时间为4-5min;

8、(2)制作绝缘层;

9、(3)采用热压合成铝基板或在绝缘层上采用磁控溅铜在所述绝缘层上制备导电膜层。

10、优选的方案,

11、所述步骤(2)中制作绝缘层的步骤包括:溶解树脂基体,加入耐高温固化剂,加入填料,半固化绝缘层膜;

12、所述树脂基体为环氧树脂,在树脂基体中加入辅料树脂,将树脂混合物放入搅拌装置中进行搅拌,在搅拌的同时使用超声振动装置加速树脂混合物的溶解混合;

13、然后向树脂混合物中加入高温固化剂搅拌;

14、加入氧化铝填料搅拌;

15、稀释、干燥成半固化状态。

16、优选的方案,

17、在所述步骤(2)中为提高绝缘层的导热效果,所述氧化铝填料为非球形结构;

18、优选的所述氧化铝填料的形状为片状、柱状或纤维状。

19、优选的方案,

20、在所述步骤(2)中,采用剪切、静电纺丝、磁场或电场的方式控制片状或柱状氧化铝填料的定向。

21、优选的方案,

22、溶解树脂搅拌条件为搅拌转速1100r/min,时间10min;

23、高温固化搅拌条件为搅拌转速1300r/min,时间6-9min;

24、加入填料搅拌条件为加料时搅拌转速600r/min,加料完成后转速1500r/min,时间30min。

25、优选的方案,

26、当所述步骤(3)为采用在绝缘层上采用磁控溅铜在所述绝缘层上制备导电膜层时,

27、所述步骤(2)中的绝缘层为采用阳极氧化技术在铝板表面原位生长al2o3绝缘层或直接在铝板上镀aln绝缘层,然后采用溅射铜方式来制备铝基板。

28、优选的方案,

29、采用磁控溅射仪,选择铜靶材纯度为99.99%,真空度1-2ⅹ10-3pa,工作气体为氩气,气压为3-5pa,氩气纯度为99.9%,靶材和基片的距离根据实际需要调节,溅射功率根据实际需要调节;

30、工作时,基片旋转,成膜速度根据实际需要选择,根据需要的厚度控制溅射时间。

31、优选的方案,

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【技术保护点】

1.一种提高PCB铝基板导电散热的方法,所述方法包括铝基板的制备步骤,所述铝基板具有铝基层、绝缘层和导电层,所述导电层为铜箔,其特征在于:所述铝基板的制备步骤如下

2.根据权利要求1所述的一种提高PCB铝基板导电散热的方法,其特征在于:所述步骤(2)中制作绝缘层的步骤包括:溶解树脂基体,加入耐高温固化剂,加入填料,半固化绝缘层膜;所述树脂基体为环氧树脂,在树脂基体中加入辅料树脂,将树脂混合物放入搅拌装置中进行搅拌,在搅拌的同时使用超声振动装置加速树脂混合物的溶解混合;然后向树脂混合物中加入高温固化剂搅拌;加入氧化铝填料搅拌;稀释、干燥成半固化状态。

3.根据权利要求2所述的一种提高PCB铝基板导电散热的方法,其特征在于:在所述步骤(2)中为提高绝缘层的导热效果,所述氧化铝填料为非球形结构;优选的所述氧化铝填料的形状为片状、柱状或纤维状。

4.根据权利要求3所述的一种提高PCB铝基板导电散热的方法,其特征在于:在所述步骤(2)中,采用剪切、静电纺丝、磁场或电场的方式控制片状或柱状氧化铝填料的定向。

5.根据权利要求2所述的一种提高PCB铝基板导电散热的方法,其特征在于:溶解树脂搅拌条件为搅拌转速1100r/min,时间10min;高温固化搅拌条件为搅拌转速1300r/min,时间6-9min;加入填料搅拌条件为加料时搅拌转速600r/min,加料完成后转速1500r/min,时间30min。

6.根据权利要求2所述一种提高PCB铝基板导电散热的方法,其特征在于:当所述步骤(3)为采用在绝缘层上采用磁控溅铜在所述绝缘层上制备导电膜层时,所述步骤(2)中的绝缘层为采用阳极氧化技术在铝板表面原位生长Al2O3绝缘层或直接在铝板上镀AlN绝缘层,然后采用溅射铜方式来制备铝基板。

7.根据权利要求6所述的一种提高PCB铝基板导电散热的方法,其特征在于:采用磁控溅射仪,选择铜靶材纯度为99.99%,真空度1-2ⅹ10-3Pa,工作气体为氩气,气压为3-5Pa,氩气纯度为99.9%,靶材和基片的距离根据实际需要调节,溅射功率根据实际需要调节;工作时,基片旋转,成膜速度根据实际需要选择,根据需要的厚度控制溅射时间。

8.根据权利要求7所述的一种提高PCB铝基板导电散热的方法,其特征在于:将制备好的基板进行退火处理,然后在真空环境中自然降温。

9.根据权利要求8所述的一种提高PCB铝基板导电散热的方法,其特征在于:退火处理采用退火箱,所述退火箱的真空度为pv,退火温度设定为T,温度升高的速度为T速度℃/S,保温时间为t。

10.根据权利要求9所述的一种提高PCB铝基板导电散热的方法,其特征在于:退火处理采用退火箱,所述退火箱的真空度为1-2ⅹ10-3Pa,退火温度设定为250-300℃,温度升高的速度为0.5-1℃/s,保温时间为30-40min。

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【技术特征摘要】

1.一种提高pcb铝基板导电散热的方法,所述方法包括铝基板的制备步骤,所述铝基板具有铝基层、绝缘层和导电层,所述导电层为铜箔,其特征在于:所述铝基板的制备步骤如下

2.根据权利要求1所述的一种提高pcb铝基板导电散热的方法,其特征在于:所述步骤(2)中制作绝缘层的步骤包括:溶解树脂基体,加入耐高温固化剂,加入填料,半固化绝缘层膜;所述树脂基体为环氧树脂,在树脂基体中加入辅料树脂,将树脂混合物放入搅拌装置中进行搅拌,在搅拌的同时使用超声振动装置加速树脂混合物的溶解混合;然后向树脂混合物中加入高温固化剂搅拌;加入氧化铝填料搅拌;稀释、干燥成半固化状态。

3.根据权利要求2所述的一种提高pcb铝基板导电散热的方法,其特征在于:在所述步骤(2)中为提高绝缘层的导热效果,所述氧化铝填料为非球形结构;优选的所述氧化铝填料的形状为片状、柱状或纤维状。

4.根据权利要求3所述的一种提高pcb铝基板导电散热的方法,其特征在于:在所述步骤(2)中,采用剪切、静电纺丝、磁场或电场的方式控制片状或柱状氧化铝填料的定向。

5.根据权利要求2所述的一种提高pcb铝基板导电散热的方法,其特征在于:溶解树脂搅拌条件为搅拌转速1100r/min,时间10min;高温固化搅拌条件为搅拌转速1300r/min,时间6-9min;加入填料搅拌条件为加料时搅拌转速600r/min,加料完成后转速1500r/min,...

【专利技术属性】
技术研发人员:王发生蒋理国黄永强黄雅美安然余杰曾玮王清辉
申请(专利权)人:星河电路福建有限公司
类型:发明
国别省市:

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