一種導熱膠帶及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種導熱膠帶及其制備方法，該導熱膠帶以金屬箔為基材，在基材的上下兩面涂覆有高性能導熱膠，導熱膠外層為離型紙。該高性能導熱膠由以下重量份物質組成：丙烯酸壓敏膠100，導熱填料50-200，偶聯劑0.1-1.5，交聯劑0.1-1.5，溶劑4-10。該制備方法包括前處理、配膠、涂布、烘干等步驟。本發明的導熱膠帶具有導熱均勻性好、導熱系數高、粘結強度高、耐高溫、絕緣等特點，可廣泛應用于LED、柔性線路板、微處理器、印刷電路板等與散熱裝置的粘接。
【專利說明】一種導熱膠帶及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發明屬于化工【技術領域】，尤其涉及一種導熱膠帶，還涉及該導熱膠帶的制備方 法。

【背景技術】
[0002] 隨著科學技術的發展，電子元件、邏輯電路趨于密集化和小型化，迫切需要綜合性 能優良的材料，既能夠為電子元器件可靠散熱，又能夠起到絕緣和減震的作用，同時還得保 證加工性能良好。
[0003] 傳統的解決電子元器件散熱的方法，是在發熱體與散熱體之間墊一層絕緣的導熱 材料，如云母、聚四氟乙烯、氧化鈹陶瓷等，這種方法有一定的效果，但存在導熱性能差，機 械性能差、價格高等缺點。
[0004] 導熱膠帶是一種熱阻小、導熱系數高、電絕緣好、常溫穩定性好、易于模切的新型 功能材料，其在使用時不會污染電子組件及電路板。但目前我國的導熱膠帶普遍存在導熱 系數低、物理性能差等缺點，市場上的高端產品價格昂貴，且長期被國外產品所壟斷。
[0005] 目前國內外關于導熱膠帶的報道很少，發明專利（201210551732. 0)采用在PET薄 膜上鍍覆鋁箔層作為散熱基材，該基材與金屬箔相比，鍍覆工藝復雜，成本并不低，且散熱 效果不如金屬箔。該專利導熱膠所選導熱填料為石墨，石墨本身在橫向上具有優異的散熱 均勻性，故直接把該導熱膠涂覆在薄的PET膜上即可，再在PET膜上鍍覆一層鋁箔實屬雞 肋。且石墨具有導電性，限制了在絕緣場合的應用。導熱膠帶具有導熱、粘結固定作用，可 完全替代機械固定，該專利導熱膠帶僅一面涂覆導熱膠，不具備粘結固定作用，進一步限制 了其在電子產品中的應用。本發明選用的導熱填料為導熱系數高的絕緣性物質，且在基材 兩面涂膠，產品適用于絕緣場合，并完全可以取代機械固定。發明專利（99806793. 8)提供 了一種多功能導電導熱膠帶，其基材為復合結構或者單一結構，具有多個突起狀結構或凹 槽，通過使用表面具有突起的鉆石壓輪、鉆石平臺碾壓機、尖突狀輪或其他類似的碾壓機臺 碾壓而成，與本發明采用等離子體、離子源或電暈對金屬箔進行前處理明顯不同。發明專利 (201210549610. 8)提供了一種納米級導熱膠帶的制備方法，該方法采用聚酯布或玻璃纖維 作為基材，通過高溫烘箱加成反應獲得導熱膠帶，與本發明采用金屬箔作為基材，通過涂布 工藝制備導熱膠帶明顯不同。


【發明內容】

[0006] 本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種工藝簡單、操作方便、經濟環保 的新型導熱膠帶及其制備方法。
[0007] 本發明的技術方案是這樣的： 一種導熱膠帶，以金屬箔為基材，在基材的上下兩面涂覆有導熱膠，導熱膠的外層為離 型紙。
[0008] 所述的金屬箔選自銀箔、銅箔或鋁箔，厚度為0. 01-0. 1mm。
[0009] 所述的導熱膠由以下重量份的組分組成：丙烯酸壓敏膠100,導熱填料50-200,偶 聯劑0. 1-1. 5,交聯劑0. 1-1. 5,溶劑4-10。
[0010] 所述的丙烯酸壓敏膠為油性膠，耐280°C高溫，固含量為重量50%-60%，粘度為 5000-14000cps〇 toon] 所述的導熱填料為氮化鋁、氮化硼、氧化鎂、氧化鋁、氧化鋅、碳化硅、氧化鈹中的 一種或兩種。
[0012] 所述的導熱填料是由粒徑為5-15 μ m和粒徑為0. 5-1 μ m的導熱填料配比而得，其 重量份配比為=70-80:20-30。
[0013] 所述的偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑。
[0014] 所述的交聯劑為異氰酸酯、四異丙氧基鈦、三異丙氧基鋁中的一種、兩種或三種。
[0015] 所述的溶劑為甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、丁酮中的一種、兩種或多種。
[0016] 本發明還提供該導熱膠帶的制備方法，制備步驟為： (1) 前處理：將金屬箔置于前處理設備中進行前處理，處理時間為20-60min，以去除 金屬箔表面的油漬等雜質； (2) 配膠：將偶聯劑溶解在溶劑中，一并添加到丙烯酸壓敏膠中，攪拌5-20min，將混 合好的導熱填料均分為3份，攪拌下，加入到丙烯酸壓敏膠溶液中，每隔10-30min分鐘添加 一次，導熱填料全部加完后，攪拌5-20min，加入交聯劑，攪拌60-120min即可； (3) 涂布：將步驟（1)前處理后的金屬箔置于涂布機上，進行單面涂膠，以15-20m/min 的速度通過有溫度梯度的六節烘箱烘干處理，然后與離型紙貼合收卷，得到半成品，將半成 品的金屬箔的另一面再次進行單面涂膠并與離型紙貼合收卷，即得。
[0017] 所述步驟（1)中的前處理選自等離子體處理、離子源處理或電暈處理。
[0018] 所述步驟（3)中的有溫度梯度的六節烘箱溫度依次為：第一節60-70°C，第二節 70-80°C，第三節 80-90°C，第四節 90-KKTC，第五節 80-90°C，第六節 70-80°C。
[0019] 本發明的導熱膠帶及其制備方法與常規導熱膠帶及其制備方法相比具有如下優 占· (1)與常規導熱膠帶相比，本發明采用金屬箔作為基材，大大提高了導熱膠帶的導熱 均勻性和導熱系數。
[0020] (2)與常規導熱膠帶相比，本發明采用不同粒徑、不同配比的導熱填料，可以在獲 得較高導熱系數的情況下，降低導熱填料的添加量，經濟環保。
[0021] (3)與常規導熱膠帶相比，本發明采用的膠黏劑為耐280°C高溫的油性丙烯酸壓 敏膠，使產品在更復雜的高溫環境下依然能保持優異的物理性能。
[0022] (4)與常規導熱膠帶制備方法相比，本發明不同于傳統的壓延法，通過涂布法制 備導熱膠帶，工藝簡單，生產效率高。
[0023] 采用本發明方法制備的新型導熱膠帶產品，具有導熱均勻性好、導熱系數高、粘結 強度高、耐高溫、絕緣等特點，可廣泛應用于LED、柔性線路板、微處理器、印刷電路板等與散 熱裝置的粘接。
[0024] 本發明方法工藝簡單、安全可靠、操作方便、經濟環保，易于規?；可a。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 圖1本發明的導熱膠帶的結構示意圖。
[0026] 其中：1一離型紙、2-導熱膠、3-金屬箔。

【具體實施方式】
[0027] 以下實施例是導熱膠帶優選的制備方法，制備方法中得這些配方非限定性實施方 式，只是用于具體說明本發明，本領域的技術人員完全可以如本發明的思路和選料配比篩 選出的配方均為本發明的保護范圍。
[0028] 實施例1 : (1)前處理：將0.01mm厚的鋁箔置于前處理設備中，進行電暈處理，處理時間為 40min〇
[0029] (2)配膠：先將0. 1份鈦酸酯偶聯劑溶解在10份甲苯中，一并添加到100份的丙 烯酸壓敏膠（固含量為重量50%，粘度lOOOOcps)中，攪拌5min。然后將混合好的200份氧化 鋁(粒徑為5-15 μ m的占70%，粒徑為0. 5-1 μ m占30%)均分為3份，在不停攪拌的情況下， 加入到丙烯酸壓敏膠溶液中，每隔20min分鐘添加一次，導熱填料全部加完后，攪拌lOmin 加入1. 5份的異氰酸酯，再攪拌80min即可； (3)涂布：將電暈處理后的鋁箔置于涂布機上，進行單面涂膠，以15m/min的速度通 過溫度依次為60°C，70°C，80°C，90°C，80°C，70°C的六節烘箱烘干處理，得到干膠厚度為 0. 05_的導熱膠層，然后與離型紙貼合收卷，即為半成品，將半成品再次進行單面涂膠，即 在金屬箔的另一面涂布相同厚度的導熱膠，以15m/min的速度再次通過溫度依次為60°C， 70°C，80°C，90°C，80°C，70°C的六節烘箱烘干處理，然后與離型紙貼合收卷，即得新型導熱 膠帶。
[0030] 實施例2 ： (1)前處理：將0.05mm厚的銀箔置于前處理設備中，進行離子源處理，處理時間為 20min〇
[0031] (2)配膠：先將1. 5份鈦酸酯偶聯劑溶解在4份二甲苯中，一并添加到100份的丙 烯酸壓敏膠中（固含量為重量55%，粘度5000cps)，攪拌20min。然后將混合好的100份氮化 鋁均(粒徑為5-15 μ m的占70%，粒徑為0. 5-1 μ m占30%)分為3份，在不停攪拌的情況下， 加入到丙烯酸壓敏膠溶液中，每隔15min分鐘添加一次，導熱填料全部加完后，攪拌5min加 入〇. 1份的四異丙氧基鈦，再攪拌60min即可； (3)涂布：將離子源處理后的銀箔置于涂布機上，進行單面涂膠，以20m/min的速度 通過溫度依次為60°C，70°C，80°C，90°C，80°C，70°C的六節烘箱烘干處理，得到干膠厚度為 〇. 1mm的導熱膠層，然后與離型紙貼合收卷，即為半成品。將半成品再次進行單面涂膠，即 在金屬箔的另一面涂布相同厚度的導熱膠，以20m/min的速度再次通過溫度依次為60°C， 7(rc，8〇°c，9(rc，8(rc，7(rc的六節烘箱烘干處理，然后與離型紙貼合收卷，即得新型導熱 膠帶。
[0032] 實施例3 ： (1)前處理：將0.03mm厚的銅箔置于前處理設備中，進行等離子處理，處理時間為 50min〇
[0033] (2)配膠：先將0. 9份鈦酸酯偶聯劑溶解在5份乙酸乙酯中，一并添加到100份 的丙烯酸壓敏膠（固含量為重量60%，粘度14000cps)中，攪拌lOmin。然后將混合好的100 份氧化鋁(粒徑為5-15 μ m，重量百分數為70%)和碳化硅(粒徑為0. 5-1 μ m，重量百分數為 30%)均分為3份，在不停攪拌的情況下，加入到丙烯酸壓敏膠溶液中，每隔15min分鐘添 加一次，導熱填料全部加完后，攪拌15min加入0. 8份的異氰酸酯和四異丙氧基鈦，再攪拌 lOOmin 即可； (3)涂布：將等離子處理后的銅箔置于涂布機上，進行單面涂膠，以18m/min的速度通 過溫度依次為70°C，80°C，90°C，100°C，90°C，80°C的六節烘箱烘干處理，得到干膠厚度為 0. 2mm的導熱膠層，然后與離型紙貼合收卷，即為半成品。將半成品再次進行單面涂膠，即 在金屬箔的另一面涂布相同厚度的導熱膠，以18m/min的速度再次通過溫度依次為70°C， 80°C，90°C，100°C，90°C，80°C的六節烘箱烘干處理，然后與離型紙貼合收卷，即得新型導熱 膠帶。
[0034] 實施例4 ： (1)前處理：將0. 1mm厚的銅箔置于前處理設備中，進行離子源處理，處理時間為 60min〇
[0035] (2)配膠：先將1份鈦酸酯偶聯劑溶解在6份甲苯和乙酸乙酯中，一并添加到100 份的丙烯酸壓敏膠（固含量為重量55%，粘度12000cps)中，攪拌15min。然后將混合好的50 份氮化硼(粒徑為5-15 μ m的占80%，粒徑為0. 5-1 μ m占20%)均分為3份，在不停攪拌的 情況下，加入到丙烯酸壓敏膠溶液中，每隔l〇min分鐘添加一次，導熱填料全部加完后，攪 拌20min加入1. 2份的異氰酸酯，再攪拌120min即可； (3)涂布：將離子源處理后的銅箔置于涂布機上，進行單面涂膠，以15m/min的速度通 過溫度依次為70°C，80°C，90°C，100°C，90°C，80°C的六節烘箱烘干處理，得到干膠厚度為 〇. 15mm的導熱膠層，然后與離型紙貼合收卷，即為半成品。將半成品再次進行單面涂膠，即 在金屬箔的另一面涂布相同厚度的導熱膠，以15m/min的速度再次通過溫度依次為70°C， 80°C，90°C，100°C，90°C，80°C的六節烘箱烘干處理，然后與離型紙貼合收卷，即得新型導熱 膠帶。
[0036] 實施例5 ： (1)前處理：將0.08mm厚的鋁箔置于前處理設備中，進行等離子處理，處理時間為 30min〇
[0037] (2)配膠：先將0. 8份鈦酸酯偶聯劑溶解在8份丁酮中，一并添加到100份的丙烯 酸壓敏膠（固含量為重量50%，粘度lOOOOcps)中，攪拌lOmin。然后將混合好的150份氮化 鋁(粒徑為5-15 μ m的占75%，粒徑為0. 5-1 μ m占25%)均分為3份，在不停攪拌的情況下， 加入到丙烯酸壓敏膠溶液中，每隔30min分鐘添加一次，導熱填料全部加完后，攪拌15min 加入1份的三異丙氧基鋁，再攪拌lOOmin即可； (3)涂布：將電暈處理后的鋁箔置于涂布機上，進行單面涂膠，以15m/min的速度通 過溫度依次為65°C，75 °C，85 °C，95 °C，85°C，75°C的六節烘箱烘干處理，得到干膠厚度為 0. 05_的導熱膠層，然后與離型紙貼合收卷，即為半成品。將半成品再次進行單面涂膠，即 在金屬箔的另一面涂布相同厚度的導熱膠，以15m/min的速度再次通過溫度依次為65°C， 75°〇，851：，951：，851：，751：的六節烘箱烘干處理，然后與離型紙貼合收卷，即得新型導熱 膠帶。
【權利要求】
1. 一種導熱膠帶，其特征在于，以金屬箔為基材，在基材上下兩面涂覆有導熱膠，導熱 膠的外層為離型紙。
2. 如權利要求1所述的一種導熱膠帶，其特征在于，所述的金屬箔選自銀箔、銅箔或鋁 箔，厚度為〇· 〇1_〇· 1臟。
3. 如權利要求1所述的一種導熱膠帶，其特征在于，所述的導熱膠由以下重量份的組 分組成：丙烯酸壓敏膠100,導熱填料50-200,偶聯劑0. 1-1. 5,交聯劑0. 1-1. 5,溶劑4-10。
4. 如權利要求2所述的一種導熱膠帶，其特征在于，所述的丙烯酸壓敏膠為油性膠，耐 280°C高溫，固含量為 50%-60%，粘度為 5000-14000cps。
5. 如權利要求2所述的一種導熱膠帶，其特征在于，所述的導熱填料為氮化鋁、氮化 硼、氧化鎂、氧化鋁、氧化鋅、碳化硅、氧化鈹中的一種或兩種。
6. 如權利要求2所述的一種導熱膠帶，其特征在于，所述的導熱填料是由粒徑為 5-15 μ m和粒徑為0. 5-1 μ m的導熱填料配比而得，其重量份配比為：70-80:20-30。
7. 如權利要求2所述的一種導熱膠帶，其特征在于，所述的偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑。
8. 如權利要求2所述的一種導熱膠帶，其特征在于，所述的交聯劑為異氰酸酯、四異丙 氧基欽、二異丙氧基錯中的一種、兩種或二種。
9. 如權利要求2所述的一種導熱膠帶，其特征在于，所述的溶劑為甲苯、二甲苯、乙酸 乙酯、丁酮中的一種、兩種或多種。
10. 如權利要求1所述的一種導熱膠帶的制備方法，其特征在于，制備步驟為： (1) 前處理：將金屬箔置于前處理設備中進行前處理，處理時間為20-60min，以去除 金屬箔表面的油漬等雜質； (2) 配膠：將偶聯劑溶解在溶劑中，一并添加到丙烯酸壓敏膠中，攪拌5-20min，將混 合好的導熱填料均分為3份，攪拌下，加入到丙烯酸壓敏膠溶液中，每隔10-30min分鐘添加 一次，導熱填料全部加完后，攪拌5-20min，加入交聯劑，攪拌60-120min即可； (3) 涂布：將步驟（1)前處理后的金屬箔置于涂布機上，進行單面涂膠，以15-20m/min 的速度通過有溫度梯度的六節烘箱烘干處理，然后與離型紙貼合收卷，得到半成品，將半成 品的金屬箔的另一面再次進行單面涂膠并與離型紙貼合收卷，即得。
11. 如權利要求10中所述的一種導熱膠帶的制備方法，其特征在于，所述步驟（1)中的 前處理選自等離子體處理、離子源處理或電暈處理。
12. 如權利要求10中所述的一種導熱膠帶的制備方法，其特征在于，所述步驟（3)中的 有溫度梯度的六節烘箱溫度依次為：第一節60-70°C，第二節70-80°C，第三節80-90°C，第 四節 90-100°C，第五節 80-90°C，第六節 70-80°C。
【文檔編號】C09J133/00GK104087186SQ201410068302
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年2月27日 優先權日:2014年2月27日
【發明者】朱焰焰, 郭涵, 鄭杰, 郭麗麗, 馬蘋蘋, 張茂功 申請人:天諾光電材料股份有限公司