[发明专利]一种高导热绝缘层材料、金属基板及制备方法

说明书

本申请涉及一种高导热绝缘层材料、金属基板及制备方法，制备方法包括如下步骤：将无机复合微纳米填料先经辉光放电等离子体进行光/电化学活化处理，再经偶联剂处理，之后进行喷雾干燥，得到预处理的无机复合微纳米填料；将预处理的无机复合微纳米填料溶解于环氧树脂和固化剂所在的溶液中，得到树脂胶液；对所述树脂胶液进行固化处理，形成所述高导热绝缘层材料；其中，所述无机复合微纳米填料为导热填料和云母粉的复配粉体；本发明制备的高导热绝缘层材料具有有益的绝缘性能和导热性能，能够满足大功率元器件散热的需求，同时能够保障电气电子设备持久安全运行。

技术领域

本申请属于电子材料技术领域，尤其是涉及一种高导热绝缘层材料、金属基板及制备方法。

背景技术

近年来，在电子电气领域，微电子封装技术高速发展，电子器件向着小型化和微型化发展，印刷电路板(PCB)板上搭载的元器件越来越多，散热成为一个重大的问题。对电子元器件来说，温度每升高2℃，可靠性下降10％；温度升高50℃时，元器件寿命只有原来的1/6。因此，为了保证元器件的寿命、稳定性和可靠性等性能，必须解决散热的问题。

承载电子元件的金属基覆铜板等金属基板被广泛应用LED照明、TV、智能功率器件、逆变器、电动马达及电源等领域，然而对于高功率热源，由于其功率元件发热量过高，直接导致元件寿命和安全性问题，因此对金属基板的散热能力提出了更高的要求。然而，现有的金属基板等主要为聚酰亚胺(PI)或者聚酯(PE)薄膜，上面覆上铜箔而成，广泛用于电讯电器和LED照明等领域，但是由于PI或PE均为绝缘塑料，其导热和散热性能较差，一般为0.2W/m·K，同时，由于现有的金属基板通过绝缘层材料实现绝缘和散热的做法是：于树脂胶液中直接添加未经处理的无机粉末如氧化铝、氧化硅、氮化铝、氮化硼以及氮化硅，之后进行固化处理以形成高导热绝缘层，该绝缘层材料无法满足现有LED、电源等大功率电子设备的导热散热要求，限制了其应用和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为解决现有金属基板用绝缘层材料无法满足大功率电子设备的导热散热要求的技术问题，从而提供一种高导热绝缘层材料、金属基板及制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种高导热绝缘层材料的制备方法，包括如下步骤：

将无机复合微纳米填料先经辉光放电等离子体进行光/电化学活化处理，再经偶联剂改性处理，之后进行喷雾干燥，得到预处理的无机复合微纳米填料；

将预处理的无机复合微纳米填料溶解于环氧树脂和固化剂所在的溶液中，得到树脂胶液；

对所述树脂胶液进行固化处理，形成所述高导热绝缘层材料；

其中，所述无机复合微纳米填料为导热填料和云母粉的复配粉体，所述导热填料为氧化铝、氮化硼、氮化铝、氧化硅、氮化硅中的至少一种，所述云母粉的质量为无机复合微纳米填料总质量的1wt％～5wt％。

优选地，所述高导热绝缘层材料包含如下重量份的组分：环氧树脂100份，固化剂4-8份，无机复合微纳米填料200-700份，偶联剂质量为无机复合微纳米填料质量的1wt％～5wt％。

优选地，所述导热填料为不同粒径大小的球形结构，导热填料与云母粉复配的无机复合微纳米填料具有最密堆积结构，所述导热填料的中位粒径D50优选为0.5μm-20μm；所述云母粉的粒径范围优选为600目-5000目。

优选地，所述偶联剂为质量比为1-3:1的硅烷偶联剂和铝酸酯偶联剂，改性处理的步骤优选为先加入硅烷偶联剂改性处理后再加入铝酸酯偶联剂改性处理。

优选地，所述固化剂为双氰胺、聚酰胺、二聚酸基聚酰胺、4、4-二胺基二苯砜、甲基四氢苯酐、甲基六氢苯酐中的至少一种。

优选地，所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧树脂。