[發明專利]一種具有選擇性沉積金屬的導熱材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201210366211.8
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN103694697A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 嚴峽;姜蘇俊;龍杰明;易慶鋒;蔣智強;寧方林;陳大華
• 申請（專利權）人: 金發科技股份有限公司;上海金發科技發展有限公司
• 主分類號: C08L77/06
• 分類號: C08L77/06;C08L81/02;C08L101/12;C08L77/02;C08L23/12;C08L63/02;C08K13/02;C08K3/22
• 代理公司: 廣州市深研專利事務所 44229
• 代理人: 張喜安

技術領域

本發明涉及一種樹脂組合物，尤其涉及具有激光直接成型（Laser?Direct?Structuring）功能的導熱樹脂組合物，其制備方法以及該樹脂組合物的應用。

背景技術

激光直接成型（LDS）技術是指利用計算機控制激光掃描的區域，將激光照射到含有激光敏感添加劑的制件上，活化出電路圖案，該制件上被活化的區域可以在無電化學鍍中沉積金屬銅、鎳、金等金屬，從而實現在三維塑料制件上制造出導電圖案。

隨著激光直接成型（LDS）技術的快速發展，模塑互聯器件（Moulded?Interconnect?Device）的生產速度更迅捷，流程更簡化，成本更可控，應用領域更寬廣，其最大的優勢在于，它能夠減少電子產品的元器件數量并節約空間。比如，采用LDS技術制造的天線被廣泛地應用在智能手機、筆記本電腦等移動終端上，采用LDS技術制造的傳感器，最小導線寬度可達150μm，最小線間寬度可達150μm，這不但減少了元器件的數量，還達到了節約空間和減重的目的。

此外，LDS技術的優勢還體現在它的靈活性上。如果需要改變元器件上導電路徑，只需要更改CAD中的電路圖形設計即可，不需重新設計模具。因為LDS技術不需要掩膜，所以其加工過程更加簡便，加工成本更低。應用于LDS技術的材料科學也得到了快速的發展。樹脂基體覆蓋了通用塑料、工程塑料以及特種工程塑料。其中比較典型的應用是聚碳酸酯、聚碳酸酯與丙烯腈/丁二烯/苯乙烯的合金，用它們來制作的LDS天線已經廣泛地應用在智能手機、平板電腦以及筆記本電腦上。

應用于表面貼裝技術（SMT）的制件，對樹脂基體有著特殊的要求：耐高溫。通常，SMT制程的加工溫度高達270℃，在此溫度下，樹脂基體不能軟化或熔化，否則容易出現變形、起泡等不良現象。能夠滿足SMT制程的材料有高溫尼龍、液晶聚合物以及聚芳醚酮等聚合物等。

電子技術及材料科技飛速發展，電子電氣元器件向小型化密集化發展，集成電路中產生大量的熱，而熱量是影響設備可靠性的重要因素。據統計，電子元器件溫度每升高2℃，可靠性下降10%；溫升50℃的壽命只有溫升25℃時壽命的1/6。這就要求材料既具有優良的電絕緣性和低的線性熱膨脹系數，又具有優良導熱性能。可以說，沒有新的導熱塑料制備的散熱和熱傳導材料，將功能更強大的微電子器件放入更小的空間是不可能的。

用導熱塑料作為導熱材料，能夠將塑料成型的簡易性與優異的熱傳導性相結合，可以通過注射成型實現某些金屬或陶瓷一樣的熱傳遞能力。常用的導熱材料優選鋁，其導熱系數可達到150W/mK。根據最新的研究發現，金屬至產品表面的傳熱速率如果高于空氣對流能將熱從表面散走的速率，其高熱傳導就不能有效的實現，此時熱遷移受對流限制，相對金屬而言，導熱塑料就是適宜之選。導熱塑料具有比鋁還低的熱膨脹系數(CTE)，因此降低了熱膨脹引起的應力；導熱塑料比鋁輕約40%，提供了比鋁更大的設計自由度，還省去了高成本的后加工過程，使用導熱塑料更耐腐蝕、更柔韌、成本更低。

現在，LED產業是熱門產業，其散熱越來越為人們所重視，這是因為LED的光衰或其壽命直接與其結溫有關。散熱不好結溫就高，壽命就短，依照阿雷尼烏斯方程溫度每降低10℃壽命會延長2倍。而且，結溫不但影響長時間壽命，也還直接影響短時間的發光效率。此外，LED的發熱還會使得其光譜移動、色溫升高、正向電流增大（恒壓供電時）、反向電流也增大、熱應力增高、熒光粉環氧樹脂老化加速等種種問題。所以，改善散熱控制結溫是LED照明設計中最為重要的一個問題。

目前LED封裝的主要形式有分立器件、COB（Chip?on?board）封裝兩大類。一般情況下，分立器件的管芯被密封在封裝體內，封裝的作用主要是保護管芯和完成電氣互連。而LED封裝則是完成輸出電信號，保護管芯正常工作，輸出可見光，既有電參數，又有光參數的設計及技術要求。分立器件在應用時，需要插件或者通過表面貼裝工藝焊接到系統基板上。COB封裝則省去一個支架，直接將芯片封裝到系統電路板上，減少了界面和支架本身的熱阻。然而，散熱技術發展到今天，界面引起的熱阻越來越突出。COB雖然減少了界面，但是在應用過程中依然需要固定在散熱器上，中間界面為中空緊貼或者加上導熱硅脂。這一界面熱阻的存在使得整體散熱效能并不佳。

在LDS技術中，起著關鍵作用的是激光敏感添加劑，他在激光束的照射下，釋放出金屬粒子，并在后續的無電化學鍍中起著活化中心的作用，加速鍍液中的氧化還原反應而沉積金屬。通常所使用的激光敏感添加劑是一種含有金屬銅的尖晶石，也含有重金屬鉻，其在激光的作用下，重金屬鉻具有轉變成六價鉻（有毒）的潛在環境風險。

發明內容