[發明專利]一種陶瓷高分子復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 202110392629.5
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113292854A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 趙經緯;劉培培
• 申請（專利權）人: 南京翌動新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L81/02
• 分類號: C08L81/02;C08K3/22
• 代理公司: 蘇州云創億知識產權代理事務所(普通合伙) 32532
• 代理人: 陳蜜

本發明提供了一種陶瓷高分子復合材料的制備方法，其特征在于，所述的制備方法包括剛玉型氧化鋁顆粒與PPS工程樹脂塑化成型，得到陶瓷高分子復合材料的絕緣板材，剛玉型氧化鋁顆粒的質量份數為85?97，PPS工程樹脂的質量份數為3?15。其力學性能和熱性能接近燒結陶瓷，但同時具有高分子材料抗沖擊、抗熱震等特性，兼具了陶瓷和高分子材料的優勢，具有力學強度好、導熱率高、耐高溫性能好以及加工性能優良等特點，非常契合在功率PCB板中的應用。

技術領域

本發明涉及新材料領域，具體涉及一種陶瓷高分子復合材料的制備方法。

背景技術

本部分的描述僅提供與本發明公開相關的背景信息，而不構成現有技術。

印制電路板(Printed Circuit Board，PCB)作為現代電子工業的一種基礎而重要的部件，廣泛應用在幾乎所有的電子設備中。

目前印制電路板主要采用刻蝕法制備，主要原理是采用覆銅板為原材料，通過使用氧化性刻蝕液，在光敏性樹脂保護下，根據電路設計圖紙的要求將不需要的部分的銅箔刻蝕除去，形成基礎電路。多重這樣的電路疊加，通過熱壓的方式使環氧材料的基板互相疊合在一起成為多層板，然后進行一系列的化學物理處理，并焊接元器件，從而形成具有功能的電路板。

隨著技術進步和使用環境的進一步拓展，更多和更大的功率元件被不斷的集成到電路板中，從而達到提高生產效率，降低設備體積和維護成本等目標。

但是隨著電路板上功率不斷增大，電子元器件的發熱也不斷上升，從而對電路板基材的耐熱，導熱等要求也不斷提升。

目前應對高導熱和高散熱的方式主要是使用新的材料替代傳統上導熱率較低的玻纖環氧板，如陶瓷、鋁基板等。

陶瓷是絕緣材料中導熱率較高的一類，具有比玻纖板材高幾個數量級的熱導率和高達一千度以上的使用溫度。但同時陶瓷板也面臨著成本高、敷銅難度大、脆性大、難加工等問題，導致其只能應用在小面積的特殊領域。

鋁基板是目前功率板中使用較多的類型，是在聚合物板背面貼裝鋁板，從而提高整板的散熱效率。但鋁基板也存在只能單面貼裝，工藝較為復雜，其高分子層的耐熱溫度和耐擊穿強度也受到材料限制等問題。

也有廠商提供其他類型的高導熱板材，如美國廠商羅杰斯(Rogers)等，采用高填充比例的陶瓷粉末，改善傳統的玻纖-環氧板，使得其牌號為92ML的覆銅板能夠提供2-3W/m-K的導熱率，較之FR-4玻纖板有6-10倍提升，但相較于陶瓷材料仍舊低1-2個數量級。

提高陶瓷粉末比例，雖然能夠提高材料的導熱率，但同時也會嚴重降低材料的力學性能，導致材料的不可用。

為了進一步提高陶瓷復合材料的導熱率，提高填料比例是較為理想的方案，但高填料比使得樹脂流動性下降，難以完全填充材料的空隙，造成空隙、裂縫等缺陷，從而劣化材料的力學性能。與此同時，低樹脂含量也使得作為粘結材料的高分子產生薄弱，造成裂紋容易發展，形成脆性斷裂。