[發明專利]一種高導熱金屬基電路板及其制備方法

在審

• 申請號: 201510601252.4
• 申請日: 2015-09-18
• 公開（公告）號: CN105120591A
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發明（設計）人: 王曉群;陳鏢
• 申請（專利權）人: 深圳市萊特寧新材料科技有限公司
• 主分類號: H05K1/02
• 分類號: H05K1/02;H05K1/05;H05K3/00
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

技術領域

本發明涉及電路板領域，特別是涉及一種高導熱金屬基電路板及其制備方法。

背景技術

現有的電路板中，使用的金屬基板和陶瓷基板都具有明顯缺陷，其中，陶瓷基板由于陶瓷易碎的特性，不具備良好的機械加工性，需要激光切割或者直接高溫燒結成型，加工成本高，而且在電路制作過程中也需要高溫燒結，因此能耗非常高，不環保，導致在電路板行業無法大批量使用；而金屬基板(如鋁基板，不銹鋼基板)則導熱性不佳，絕緣性不好，(如鋁基板的導熱系數0.5-2W/k.m，耐2000V-5000V電壓擊穿)，而且制作工藝復雜，不環保，能耗高，使其應用大大受限；傳統的金屬基板的結構為：將金屬載體，絕緣膠，銅箔，通過大力壓合形成，由于絕緣膠的缺陷，導致產品的導熱性非常低，后續制作電路的過程中，涉及到蝕刻電路，電鍍等污染大的工藝，工藝復雜，不環保，而且無法形成異型電路，如3D面，曲面等。

發明內容

鑒于此，本發明實施例第一方面提供了一種高導熱金屬基電路板，以解決現有金屬基電路板散熱性能差、制備工藝復雜、工藝污染大的問題，以及解決現有技術無法實現在金屬基板上制作異型電路的難題。

第一方面，本發明實施例提供了一種高導熱金屬基電路板，包括金屬基板、設置在所述金屬基板表面的導熱絕緣層、以及形成在所述導熱絕緣層上的電路，所述導熱絕緣層的材質包括涂料，所述涂料包括如下質量百分含量的原料組分：

聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二酯的混合物40-60％；

氧化鋁、氮化鋁與氮化硼粉體混合物30-40％；

助溶劑：5-10％；

稀釋劑：3-10％；

固化劑：0.5-1％；

上述各原料組分的總質量百分含量為100％。

本發明中導熱絕緣層的涂料以聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二酯的混合物為擔體，并加入氧化鋁、氮化鋁與氮化硼粉體導熱填料，由于綜合聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二酯的混合物和氧化鋁、氮化鋁與氮化硼粉體等原料的優異性能，通過上述質量配比的各種原料的協同作用，使得導熱絕緣層兼具高導熱(導熱系數5-20W/k.m)和高絕緣性能(能承載5-10KV的電壓擊穿)，在不同的金屬基材上均能完全附著，耐300℃高溫，同時具備良好的耐酸堿性，耐鹽霧，抗老化性，抗冷熱循環和抗冷熱沖擊性能。

本發明高導熱金屬基電路板，由于設置了導熱絕緣層，其導熱系數可達5-15W/k.m，能有效導熱，將電子產品中心的溫度有效導出，再通過外部的散熱通道散熱，從而可提高電子元器件的穩定性、使用壽命和使用效果；同時，由于設置了導熱絕緣層，很好的解決了導熱和絕緣的問題，在兩種性能之間達到平衡點，從而很好地實現了在金屬載體上制作電路(包括異型電路)，為獲得各種不同用途的電路板提供了新的方法。

本發明中，金屬基板可以為鋁基板、不銹鋼基板等。

優選地，所述導熱絕緣層的厚度為20-60微米。

優選地，所述聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二酯的混合物中，聚對苯二甲酸乙二醇酯與聚對苯二甲酸丁二酯的質量比為2:2-6。更優選地，聚對苯二甲酸乙二醇酯與聚對苯二甲酸丁二酯的質量比為2:3-4。

本發明采用聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二酯的混合物作為涂料擔體，通過兩種樹脂的性能綜合，可使涂料最終能與不同材質的載體產生良好的附著力和結合力，同時可使涂料在應用于電路板中時，可匹配電路部分的膨脹系數，提高電路板的穩定性。

優選地，所述聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二酯的混合物的質量百分含量為45-55％。

氧化鋁、氮化鋁與氮化硼粉體具有良好的導熱性能，且穩定性好，添加入涂料中，可減少涂料熱阻，提高涂料的整體導熱性能。優選地，所述氧化鋁、氮化鋁與氮化硼粉體混合物的質量百分含量為30-35％。

優選地，所述氧化鋁、氮化鋁與氮化硼粉體混合物中，氧化鋁、氮化鋁與氮化硼的質量比為1:1-3:3-5，所述氧化鋁的顆粒粒徑為0.1-2微米、所述氮化鋁的顆粒粒徑為0.1-1.5微米，所述氮化硼的顆粒粒徑為0.1-1微米。本發明通過采用上述質量配比和粒徑范圍的氧化鋁、氮化鋁與氮化硼進行組合，可使涂料中形成良好導熱途徑，使得整個涂料涂層形成導熱網鏈，提高涂料整體導熱功效，同時提高涂層的力學性能。更優選地，氧化鋁、氮化鋁與氮化硼的質量比為1:2:4。更優選地，所述氧化鋁的顆粒粒徑為1-2微米、所述氮化鋁的顆粒粒徑為0.5-1.5微米，所述氮化硼的顆粒粒徑為0.1-0.5微米。