一种具有载体膜层的导热电路板基材及其制作方法与流程

本发明涉及一种电路板基材及其制备方法，特别涉及一种导热电路板基材及其制备方法，属于电子电路领域。

背景技术：

1、伴随互联网、物联网的突飞猛进，特别5g时代到来，高频高速传播已经成为现实，要求的电子电路精细化，小、轻、薄发展，超薄、超细线路需求日益增长。

2、本发明创造性的利用叠层法，逐步加成导热电路板基材，涉及卷对卷电镀、pcb、fpc电路板基材以及电子电路领域。

3、信息产业的高速发展，微电子技术有了突飞猛进的进步，大规模和超大规模数字电路器件和扁平封装元器件得到了广泛的应用，使线路板加工向着小型化、薄型化、高精度、高可靠、功能化和无公害的绿色产品方向发展。线路板制造厂家印制板的品种日益增多，布线密度和精度日益提高，结构也越来越复杂，印制板的应用领域越来越宽，it产品、通信电子产品、汽车电子、led电视和lcd电视、电子导航和控制系统产品、军用电子设备等产品都是各种新型印制板的重要应用领域。数字电路器件的发展，使高频、高速数字电路的应用日益广泛，更将印制板产品和基材推向新的高度、提出了新的要求，与之相适应的印制板基材、制造技术也在不断地进步，新的高性能基材、新的设计技术、激光技术、等离子技术和新的环保型工艺和配方等日益成为印制板制造的主要工艺技术。

4、电子信高频高速传输已成为各国争相追赶的目标，现实普遍的线路制作受限于线路板基材厚度约束，一般常规线路板基材的厚度为12.5μm、25μm、50μm居多，所制成的线路为线宽线距大于35μm，低于35μm线宽线距必须使用超薄线路板基材，目前日美企业利用厚铜箔蚀刻减薄法，最薄可以做到6μm铜厚，但价格昂贵，不环保、良率很低、使用不方便；也有美国企业利用成品聚酰亚胺膜，进行表面处理，电镀，形成的，但结合力控制不好，设备等存在壁垒、结合力不够均匀，可靠性不好，良率低，成本高。以上两种方法皆存在所形成电路需要辅助散热材料来解决和处理电路板的发热问题，随着电子产品功能性高度集成，功率放大，发热现象已经得到高度重视，

5、本发明创造性的将导热填料添加入绝缘层内，使得所制作的电路板基材本身具有高导热性能，有效解决了电路板发热导致电子产品过热现象。本发明通过依次叠层法，采用载体膜，通过改性聚酰亚胺，配制聚酰亚胺涂布液后，再涂布形成导热绝缘层，再利用真空电镀法，在导热绝缘层的表面形成金属打底层，使得导热绝缘层的表面具有导电性能，再利用化学沉积法在金属打底层表面形成金属加厚层，形成单面电路板基材(导热绝缘层的一个表面实现了金属层)；在形成单面电路板基材后使用微粘膜作为载体膜层粘附金属层，原来载体就撕去了，露出导热绝缘层的另外一面，再在导热绝缘层的另外一面依次镀覆金属打底层、金属加厚层，即重复真空电镀法，在导热绝缘层的表面镀覆金属打底层；重复化学沉积法，在金属打底层的表面镀覆金属加厚层，形成双面电路板基材，同时，所述微粘膜就作为载体膜保存在产品上。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种具有载体膜的导热电路板基材及其制作方法，本发明的导热电路板基材克服现有超薄基材制作工艺存在的缺点，大大增强导热绝缘层与金属层(例如铜层)的结合力，可实现导热绝缘层与金属层之间的结合力大于7n/cm2，同时具有良率高、高导热功能，使用方便、低成本、环保等优点。

2、为实现本发明的目的，本发明一方面提供一种具有载体膜的导热电路板基材，包括依次叠合的载体膜层、离型层、导热绝缘层、金属层。

3、其中，载体膜层为聚酯薄膜层，优选为pet薄膜或pen薄膜。

4、特别是，所述载体膜层的厚度为23-150um，优选为50um。所述载体膜层的宽度为25-100mm。

5、其中，所述离型层由离型涂料附着在载体膜层表面形成，其中所述离型涂料为非硅离型剂涂料或含硅离型剂涂料。

6、特别是，所述离型涂料优选为非硅离型剂涂料。

7、将离型涂料采用涂布方式涂覆在载体膜层的表面，形成所述的离型层。

8、特别是，所述离型层的厚度为0.01-1μm；优选0.1μm。

9、特别是，将非硅离型剂与第三溶剂混合，在加热条件下搅拌混合均匀，制成非硅离型剂涂料，其中非硅离型剂涂料的固含量为0.3-5.0％(wt)。

10、特别是，所述第三溶剂为甲苯、二甲苯、异丙酮或丁酮，优选为甲苯。

11、特别是，所述非硅离型剂涂料制备过程中温度为50-60℃。

12、特别是，按照固形分(即固形物含量)为0.02-0.1g/㎡涂布，制成所述离型层。

13、特别是，所述涂布方式选择网辊涂布、微凹涂布、三辊涂布或多辊涂布，优选为微凹涂布法。

14、其中，所述导热绝缘层包括如下重量份的导热绝缘层材料：

15、

16、其中，所述助剂为固化剂、促进剂、改性剂或偶联剂中的一种或多种。

17、特别是，所述导热绝缘层材料的重量份配比优选为：

18、

19、特别是，橡胶为丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、天然橡胶或丙烯酸酯橡胶中的一种或多种，优选丁腈橡胶。

20、特别是，所述聚合物树脂为聚酰亚胺树脂、聚酯树脂或聚苯醚树脂等高分子材料及其改性树脂中的一种或多种，优选为聚酰亚胺树脂。

21、特别是，所述环氧树脂为选择环氧树脂e20、环氧树脂e51、酚醛型环氧、双环异戊二烯环氧或苯并环氧中的一种或多种，优选为环氧树脂e20和环氧树脂e51。

22、特别是，所述环氧树脂e20与环氧树脂e51的重量份配比为(5-20)：(20-50)，优选为(10-15)：(35-40)。

23、特别是，所述导热填料为氮化硼、氧化铝或碳化硅导热粉体中的一种或多种。

24、特别是，所述氮化硼导热粉体的粒径：d50为1-18μm，优选为5μm。

25、特别是，所述阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁或红磷中的一种或多种，优选为氢氧化铝。

26、特别是，所述阻燃剂氢氧化铝的粒径为1000-3000目，优选为3000目。

27、特别是，所述固化剂为dds(4,4-二氨基二苯砜)、硫脲、酸酐或羟基酚醛中的一种或多种，优选为dds。

28、特别是，所述促进剂为dicy(双氰胺)或/和咪唑，优选为双氰胺。

29、特别是，所述改性剂为二月桂酸二丁基锡或/和三苯基磷。

30、特别是，所述偶联剂为道康宁6040、hk560、hk550中的一种或多种。

31、特别是，所述助剂的重量份优选为6.77-10.5。

32、特别是，助剂中的固化剂、促进剂、改性剂、偶联剂的重量份配比为：

33、

34、特别是，助剂固化剂、促进剂、改性剂、偶联剂的重量份配比优选为：

35、

36、特别是，助剂固化剂、促进剂、改性剂、偶联剂的重量份配比进一步优选为：

37、

38、

39、特别是，还包括溶剂，其中溶剂的重量份配比为80-160。

40、特别是，所述溶剂为丁酮、丁酯、dmfn,n-二甲基甲酰胺、dmac二甲基乙酰胺或甲苯中的一种或多种。

41、其中，所述导热绝缘层按照如下方法制备而成：

42、1)按照如下重量份配比备料：

43、

44、其中，所述助剂为固化剂、促进剂、改性剂、偶联剂；

45、2)将橡胶加入到第一溶剂中，搅拌溶解，制成橡胶溶液；

46、3)向橡胶溶液中加入环氧树脂、聚合物树脂、偶联剂、第二溶剂，在加热条件下进行第二搅拌处理，制得第二搅拌混合液；

47、4)向第二搅拌混合液中加入改性剂，进行第三搅拌处理，制得第三搅拌混合物；

48、5)第三搅拌混合物冷却至室温后，加入固化剂、促进剂、导热填料、阻燃剂，进行第四搅拌处理，制得导热绝缘涂布液；

49、6)将导热绝缘涂布液涂覆在离型层的表面，烘干、固化形成所述的导热绝缘层。

50、特别是，步骤2)中所述第一溶剂为丁酮、丁酯、dmfn,n-二甲基甲酰胺、dmac二甲基乙酰胺或甲苯中的一种或多种，优选为丁酮。所述第一溶剂的重量份配比为40-80，优选为60-80。

51、特别是，步骤2)中所述第一搅拌处理的温度为常温(10-30℃)；搅拌速率为500-1100rpm；搅拌时间为10-14小时。

52、特别是，步骤3)中所述第二搅拌处理的温度为80-120℃；搅拌速率为300±50rpm；搅拌时间为4-8小时。

53、特别是，步骤3)中所述第二溶剂为丁酮、丁酯、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或甲苯中的一种或多种，优选为二甲基乙酰胺。所述第二溶剂的重量份配比为40-80，优选为60-80。

54、特别是，步骤4)中所述第三搅拌处理温度为80-120℃；搅拌速率为100-500rpm，优选为100-300rpm；搅拌时间为2.5-4小时。

55、特别是，步骤5)中所述第四搅拌处理的搅拌速率为100-300rpm；搅拌时间为1-3小时。

56、特别是，导热绝缘层厚度所形成的导热绝缘层具有优异的导热性能，导热系数0.3-2w/mk。

57、其中，所述金属层为镍、铜、银、锡、锌或其合金层，优选为镍、铜。

58、特别是，所述金属层包括叠合在所述导热绝缘层表面的金属打底层、叠合在金属打底层表面的金属加厚层，其中，金属打底层的厚度为0.05-0.3μm；金属加厚层的厚度

59、特别是，金属层的厚度为优选1-10μm，进一步优选为6.1μm。

60、特别是，所述金属打底层的厚度为0.1μm；所述金属加厚层的厚度为6μm。

61、特别是，金属打底层为镍铜合金层；镍铜的质量之比为1：(1-10)；金属加厚层为铜金属层。

62、其中，采用磁控溅射法、真空电子枪法或离子注入法在导热绝缘层表面形成所述的金属打底层；采用化学沉积法在金属打底层表面形成所述的金属加厚层。

63、特别是，所述金属加厚层的表面进行抗氧化处理，形成具有抗氧化膜的金属层。

64、本发明另一方面提供一种具有载体膜的导热电路板基材的制作方法，包括如下顺序进行的步骤：

65、a)在载体膜层的表面涂覆离型剂涂料，烘干、固化形成叠加在载体膜层表面的离型层；

66、b)在离型层的表面涂覆导热绝缘涂布液，烘干、固化形成叠加在离型层表面的导热绝缘层；

67、c)采用磁控溅射法、真空电子枪法或离子注入法在导热绝缘层表面形成金属打底层；然后采用电沉积法在金属打底层表面形成所述的金属加厚层。

68、其中，步骤a)中离型剂涂料为将离型剂与第三溶剂混合，在加热条件下搅拌混合均匀，制成离型剂涂料，其中离型剂涂料的固含量为0.3-5.0％(wt)。

69、特别是，所述离型剂涂料为将非硅离型剂与第三溶剂混合，在加热条件下搅拌混合均匀，制成非硅离型剂涂料，其中非硅离型剂涂料的固含量为0.3-5.0％(wt)。

70、其中，步骤b)中所述导热绝缘涂布液按照如下步骤制备而成：

71、b1)按照如下重量份配比备料：

72、

73、其中，所述助剂为固化剂、促进剂、改性剂、偶联剂；

74、b 2)将橡胶加入到第一溶剂中，搅拌溶解，制成橡胶溶液；

75、b3)向橡胶溶液中加入环氧树脂、聚合物树脂、偶联剂、第二溶剂，在加热条件下进行第二搅拌处理，制得第二搅拌混合液；

76、b4)向第二搅拌混合液中加入改性剂，进行第三搅拌处理，制得第三搅拌混合物；

77、b5)第三搅拌混合物冷却至室温后，加入固化剂、促进剂、导热填料、阻燃剂，进行第四搅拌处理，制得导热绝缘涂布液。

78、本发明又一方面提供一种具有载体膜的导热电路板基材，包括依次叠合的载体膜层、金属层、导热绝缘层、金属层。

79、本发明再一方面提供一种具有载体膜的导热电路板基材的制作方法，包括如下顺序进行的步骤：

80、1)在载体膜层的表面涂覆离型剂涂料，烘干、固化形成叠加在载体膜层表面的离型层；

81、2)在离型层的表面涂覆导热绝缘涂布液，烘干、固化形成叠加在离型层表面的导热绝缘层；

82、3)采用磁控溅射法、真空电子枪法或离子注入法在导热绝缘层表面形成金属打底层；然后采用电沉积法在金属打底层表面形成所述的金属加厚层；

83、4)在金属加厚层的表面贴附具有粘接剂的载体膜层；

84、5)去除导热绝缘层表面附着的离型层和附着在离型层表面的载体膜层，暴露出导热绝缘层的另一表面；

85、6)采用磁控溅射法、真空电子枪法或离子注入法在暴露的导热绝缘层的另一表面形成金属打底层；然后采用电沉积法在金属打底层表面形成所述的金属加厚层。

86、本发明通过叠层法，采用载体膜，通过改性聚酰亚胺，配制聚酰亚胺涂布液涂布形成导热绝缘层，同时添加高导热绝缘材料，达到导热功能，导热系数可达0.3-2w/mk，远大于常规的制作方法：采用pi膜制作的绝缘层导热系数0.2-0.25w/mk；再利用真空电镀在导热绝缘层表面做金属打底层(为提高绝缘层与金属层之间的结合力，而用真空控溅射方法在导热绝缘层表面镀覆一层金属打底层(或过渡层)，使导热绝缘层表面导电，金属打底层的平面电阻为每平方米为1-10ω)，使得导热绝缘层的表面具有导电性能，以利于在镀覆金属加厚层。

87、本发明有效克服现有超薄基材制作工艺存在的导热性能差、结合力差、不利于使用、成本高等缺点，完美实现了高结合力(导热绝缘层与金属层之间的结合力大于7n/cm2)(此结合力测试使用科建kj 1065a剥离强度测试仪检测，测试符合ipc-tm-650中《覆金属箔板的剥离强度》测试标准)，同时具有良率高，高导热功能，使用方便、低成本、环保等优点。适合电子电路行业，尤其涉及一种具有载体膜的导热电路板基材及其制作方法。

88、与现有的技术相比，本发明具有如下优点：

89、1、本发明所制成的电路板基材，具有极薄的金属层，可用于蚀刻超细线宽、线距的电路，如线宽、线距小于35μm的超细线路。

90、2、本发明所制成的电路板基材可以直接用于钻孔、蚀刻、制作线路等加工过程，直至必要时将载体撕去，可避免加工过程中划伤等，良率大幅上升。

91、3、由于导热绝缘层是涂布法形成的，可以实现超薄导热绝缘层(如5微米导热绝缘层)，使得更薄电路板基材得以实现。

92、4、由于导热绝缘层是涂布法形成的，可以实现更厚绝缘层(如大于50微米导热绝缘层)，使得更厚导热绝缘层电路板基材得以实现。

93、5、由于导热绝缘层是涂布法形成的，所形成的导热绝缘层的其他性能如导热性能等要求更易实现。

94、6、本发明具有载体膜层的超薄导热电路板基材能够提供优异的耐弯折性能，不仅满足电子产品的轻、薄、耐久性高的需求而且具有高导热、防刮花、防污染。

技术特征：

1.一种具有载体膜的导热电路板基材，其特征是，包括依次叠合的载体膜层、离型层、导热绝缘层、金属层。

2.如权利要求1所述的导热电路板基材，其特征是，所述载体膜层为聚酯薄膜层，优选为pet薄膜或pen薄膜。

3.如权利要求1或2所述的导热电路板基材，其特征是，所述离型层由离型涂料附着在载体膜层表面形成，其中所述离型涂料为非硅离型剂涂料或含硅离型剂涂料。

4.如权利要求1或2所述的导热电路板基材，其特征是，所述导热绝缘层包括如下重量份的导热绝缘层材料：

5.如权利要求1或2所述的导热电路板基材，其特征是，所述导热绝缘层按照如下方法制备而成：

6.如权利要求1或2所述的导热电路板基材，其特征是，所述金属层包括叠合在所述导热绝缘层表面的金属打底层、叠合在金属打底层表面的金属加厚层，其中，金属打底层的厚度为0.05-0.3μm；金属加厚层的厚度

7.如权利要求7所述的导热电路板基材，其特征是，采用磁控溅射法、真空电子枪法或离子注入法在导热绝缘层表面形成所述的金属打底层；采用电沉积法在金属打底层表面形成所述的金属加厚层。

8.一种具有载体膜的导热电路板的制作方法，其特征是，包括如下顺序进行的步骤：

9.一种具有载体膜的导热电路板基材，其特征是，包括依次叠合的载体膜层、金属层、导热绝缘层、金属层。

10.如权利要求9所述的导热电路板基材的制作方法，其特征是，包括如下顺序进行的步骤：

技术总结
本发明公开了一种具有载体膜的导热电路板基材及其制作方法，导热电路板基材包括依次叠合的载体膜层、离型层、导热绝缘层、金属层；本发明方法制备的电路板基材，具有极薄的金属层，可用于蚀刻超细线宽、线距的电路，并有导热功能；本发明具有载体膜层的导热电路板基材能够提供优异的耐弯折性能及导热性能，不仅满足电子产品的轻、薄、耐久性高的需求而且具有防刮花、防污染、使用方便等特点。

技术研发人员：孙宇恒,郑凯晨
受保护的技术使用者：英德宏庆电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23