改性氧化鋁復(fù)合材料、覆銅基板及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改性氧化鋁復(fù)合材料，按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)包括35份～55份的改性氧化鋁顆粒、25份～35份的增強(qiáng)纖維、15份～35份的液晶環(huán)氧樹脂、10份～21份的固化劑以及0.1份～1份的促進(jìn)劑，改性氧化鋁顆粒為硅烷偶聯(lián)劑改性氧化鋁顆粒得到。這種改性氧化鋁復(fù)合材料，包括改性氧化鋁顆粒、增強(qiáng)纖維和液晶環(huán)氧樹脂。氧化鋁顆粒經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑改性后表面形成氨基、羥基等活性化學(xué)基團(tuán)，氧化鋁顆粒通過表面形成的氨基、羥基等活性基團(tuán)與液晶環(huán)氧樹脂之間通過化學(xué)鍵連接，提高了界面的相互作用，減小了界面熱阻，減少了團(tuán)簇現(xiàn)象。本發(fā)明還公開了采用上述改性氧化鋁復(fù)合材料的覆銅基板及其制備方法。
【專利說明】改性氧化鋁復(fù)合材料、覆銅基板及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及覆銅基板的制備領(lǐng)域，特別是涉及一種改性氧化鋁復(fù)合材料、采用該改性氧化鋁復(fù)合材料的覆銅基板及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]覆銅基板是將電子玻纖布或其他增強(qiáng)材料浸以樹脂，一面或二面覆以銅箔并經(jīng)熱壓而制成的一種板狀材料。覆銅基板主要是為芯片提供導(dǎo)熱、絕緣和支撐三個(gè)方面的功能，是制造印刷線路板(PCB)的關(guān)鍵原材料。近年來，電子產(chǎn)品正朝著便攜式、小型化、輕量化和多功能方向發(fā)展，這種市場(chǎng)需求對(duì)覆銅基板提出了更高的要求。
[0003]到目前為止，氧化鋁是微電子工業(yè)中最常用的基板材料，因?yàn)樵跈C(jī)械、熱、電性能上它優(yōu)于常用于基板材料中的陶瓷顆粒二氧化硅。氧化鋁原料豐富，價(jià)格低廉，熱穩(wěn)定性高，氧化鋁在高達(dá)1925°C的氧化和還原氣氛中都是穩(wěn)定的。氧化鋁的理想導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到30ff/m.Κ，將氧化鋁顆粒均勻地添加到覆銅基板中，可以極大地提高基板材料的機(jī)械性能和熱性能。
[0004]然而，氧化鋁顆粒比表面積較大、表面能較高，從而使得氧化鋁顆粒很容易聚集成團(tuán)，而且由于氧化鋁與聚合物之間作用力較低，氧化鋁在聚合物基體中更加難以均勻分布，傳統(tǒng)的含有氧化鋁顆粒的覆銅基板的容易出現(xiàn)團(tuán)簇現(xiàn)象。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于此，有必要提供一種不容易出現(xiàn)團(tuán)簇現(xiàn)象的覆銅基板以及制備方法，以及可以用于該覆銅基板改性氧化鋁復(fù)合材料。
[0006]一種改性氧化鋁復(fù)合材料，按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)包括35份?55份的改性氧化鋁顆粒、25份?35份的增強(qiáng)纖維、15份?35份的液晶環(huán)氧樹脂、10份?21份的固化劑以及0.1份?I份的促進(jìn)劑；
[0007]所述改性氧化鋁顆粒為硅烷偶聯(lián)劑改性氧化鋁顆粒得到，所述改性氧化鋁顆粒的粒徑為10nm?lOOOnm。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，所述硅烷偶聯(lián)劑改性所述氧化鋁顆粒的過程如下:將所述氧化鋁顆粒加入到溶劑中超聲分散，升溫至50°C?60°C后加入所述硅烷偶聯(lián)劑，接著攪拌升溫至70V反應(yīng)4h?5h，冷卻后過濾并保留濾渣，所述濾渣干燥后即為所述改性氧化鋁顆粒，其中，所述硅烷偶聯(lián)劑與所述氧化鋁顆粒的質(zhì)量比為3:100。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，所述硅烷偶聯(lián)劑為Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y _(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，所述增強(qiáng)纖維按照X-Y軸方向規(guī)則交叉排列。
[0011]在一個(gè)實(shí)施例中，所述增強(qiáng)纖維為碳化硅纖維。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，所述碳化硅纖維由80根?120根單絲組成，每根所述單絲的直徑為12 μ m?13 μ m。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，所述液晶環(huán)氧樹脂為3，3’，5，5’ -四甲基聯(lián)苯二縮水甘油醚、雙酚A 二縮水甘油醚、4，4’ - 二羥基聯(lián)苯二縮水甘油醚和4，4’ - 二羥基聯(lián)萘基二縮水甘油醚中的至少一種。
[0014]在一個(gè)實(shí)施例中，所述固化劑為4，4’- 二羥基聯(lián)苯、4，4’- 二氨基聯(lián)苯和4，4’- 二氨基二苯砜中的至少一種。
[0015]在一個(gè)實(shí)施例中，所述液晶環(huán)氧樹脂與所述固化劑為等化學(xué)計(jì)量比。
[0016]在一個(gè)實(shí)施例中，所述促進(jìn)劑為三苯基膦、咪唑和乙酰丙酮鉻中的至少一種。
[0017]一種覆銅基板，包括依次層疊的第一電極層、電介質(zhì)層和第二電極層；其特征在于，所述電介質(zhì)層的材料為上述的改性氧化鋁復(fù)合材料。
[0018]在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一電極層的材料為銅、黃銅、鋁和鎳中的至少一種，所述第二電極層為銅、黃銅、鋁和鎳中的至少一種。
[0019]一種覆銅基板的制備方法，包括如下步驟:
[0020]按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)將35份?55份的改性氧化鋁顆粒、15份?35份的液晶環(huán)氧樹脂、10份?21份的固化劑以及0.1份?I份的促進(jìn)劑溶解在有機(jī)溶劑中，超聲0.5h?2h后得到混合溶液；
[0021]按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)將25份?35份的增強(qiáng)纖維排列在離心膜上，接著將所述混合溶液涂覆在所述增強(qiáng)纖維上并在60V?150°C下烘烤1min?90min，得到半固化板；以及
[0022]將所述半固化板置于第一電極層和第二電極層之間，接著在120°C?200°C、5kgf/cm2?30kgf/cm2的壓力下熱壓4h?1h,最后固化,得到所述覆銅基板。
[0023]在一個(gè)實(shí)施例中，所述改性氧化鋁顆粒的制備過程如下:將所述氧化鋁顆粒加入到溶劑中超聲分散，升溫至50°C?60°C后加入所述硅烷偶聯(lián)劑，接著攪拌升溫至70°C反應(yīng)4h?5h，冷卻后過濾并保留濾渣，所述濾渣干燥后即為所述改性氧化鋁顆粒，其中，所述硅烷偶聯(lián)劑與所述氧化鋁顆粒的質(zhì)量比為3:100。
[0024]在一個(gè)實(shí)施例中，所述硅烷偶聯(lián)劑為Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y _(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，所述硅烷偶聯(lián)劑與所述氧化鋁顆粒的質(zhì)量比為3:100。
[0025]在一個(gè)實(shí)施例中，將25份?35份的增強(qiáng)纖維排列在離心膜上的操作為:將25份?35份的所述增強(qiáng)纖維按照X-Y軸方向規(guī)則交叉排列在所述離心膜上，所述增強(qiáng)纖維為碳化娃纖維。
[0026]在一個(gè)實(shí)施例中，所述碳化硅纖維由80根?120根單絲組成，每根所述單絲的直徑為12 μ m?13 μ m。
[0027]在一個(gè)實(shí)施例中，所述液晶環(huán)氧樹脂為3，3’，5，5’ -四甲基聯(lián)苯二縮水甘油醚、雙酚A 二縮水甘油醚、4，4’ - 二羥基聯(lián)苯二縮水甘油醚和4，4’ - 二羥基聯(lián)萘基二縮水甘油醚中的至少一種；
[0028]所述固化劑為4，4’ - 二羥基聯(lián)苯、4，4’ - 二氨基聯(lián)苯和4，4’ - 二氨基二苯砜中的至少一種；
[0029]所述液晶環(huán)氧樹脂與所述固化劑為等化學(xué)計(jì)量比。
[0030]在一個(gè)實(shí)施例中，所述離心膜為的材料為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。
[0031]這種改性氧化鋁復(fù)合材料，包括改性氧化鋁顆粒、增強(qiáng)纖維和液晶環(huán)氧樹脂，改性氧化鋁顆粒為硅烷偶聯(lián)劑改性氧化鋁顆粒得到。氧化鋁顆粒經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑改性后表面形成氨基、羥基等活性化學(xué)基團(tuán)，氧化鋁顆粒通過表面形成的氨基、羥基等活性基團(tuán)與液晶環(huán)氧樹脂之間通過化學(xué)鍵連接，提高了界面的相互作用，減小了界面熱阻，減少了團(tuán)簇現(xiàn)象。相對(duì)于傳統(tǒng)的復(fù)合材料，這種改性氧化鋁復(fù)合材料不容易出現(xiàn)團(tuán)簇現(xiàn)象。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1為一實(shí)施方式的覆銅基板的制造方法的流程圖；
[0033]圖2為實(shí)施例1中的氧化鋁顆粒在有機(jī)溶劑中分散的SEM照片；
[0034]圖3為實(shí)施例1制得的Y -氨丙基三乙氧基硅烷改性的氧化鋁顆粒在有機(jī)溶劑中分散的SEM照片；
[0035]圖4為實(shí)施例1制得的半固化片的截面電鏡圖；
[0036]圖5為實(shí)施例1制得的半固化片的截面電鏡圖。

【具體實(shí)施方式】
[0037]下面主要結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)鐵氧體粉體的制造方法作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0038]一實(shí)施方式的改性氧化鋁復(fù)合材料，按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)包括35份?55份的改性氧化鋁顆粒、25份?35份的增強(qiáng)纖維、15份?35份的液晶環(huán)氧樹脂、10份?21份的固化劑以及0.1份?I份的促進(jìn)劑。
[0039]改性氧化鋁顆粒為硅烷偶聯(lián)劑改性氧化鋁顆粒得到。改性氧化鋁顆粒的粒徑可以為 10nm ?lOOOnm。
[0040]在一個(gè)較優(yōu)的實(shí)施例中，改性氧化鋁顆粒的粒徑為700nm。
[0041]娃燒偶聯(lián)劑為Y _氨丙基二乙氧基娃燒、Y-(2，3_環(huán)氧丙氧)丙基二甲氧基娃燒或Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
[0042]硅烷偶聯(lián)劑改性氧化鋁顆粒的過程可以為:將氧化鋁顆粒加入到溶劑中超聲分散，升溫至50°C?60°C后加入硅烷偶聯(lián)劑，接著攪拌升溫至70°C反應(yīng)4h?5h，冷卻后過濾并保留濾渣，濾渣干燥后即為改性氧化鋁顆粒。其中，硅烷偶聯(lián)劑與氧化鋁顆粒的質(zhì)量比為3:100。溶劑可以為無水乙醇或二甲苯。濾渣干燥的溫度可以為120°C，干燥的時(shí)間可以為24h。
[0043]氧化鋁顆粒經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑改性后表面形成氨基、羥基等活性化學(xué)基團(tuán)，氧化鋁顆粒通過表面形成的氨基、羥基等活性基團(tuán)與液晶環(huán)氧樹脂之間通過化學(xué)鍵連接，提高了界面的相互作用，減小了界面熱阻，減少了團(tuán)簇現(xiàn)象。
[0044]增強(qiáng)纖維按照X-Y軸方向規(guī)則交叉排列，具有很好的導(dǎo)熱性能和力學(xué)性能，提高改性氧化鋁復(fù)合材料的整體性能。
[0045]增強(qiáng)纖維可以為碳化硅纖維。碳化硅纖維由80根?120根單絲組成，每根單絲的直徑為12 μ m?13 μ m。
[0046]碳化硅纖維在改性氧化鋁復(fù)合材料中充當(dāng)導(dǎo)熱橋的作用，增強(qiáng)了改性氧化鋁顆粒和改性氧化鋁顆粒以及改性氧化鋁顆粒和碳化硅纖維之間的連接作用，在很大程度上形成導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或者導(dǎo)熱鏈。
[0047]本實(shí)施方式中，碳化硅纖維的每根單絲的拉伸強(qiáng)度為2GPa，模量為150GPa。
[0048]液晶環(huán)氧樹脂選擇具有較多的長(zhǎng)徑比大的剛性聯(lián)苯結(jié)構(gòu)或萘結(jié)構(gòu)，較普通環(huán)氧樹脂或者BT樹脂在熱性能、力學(xué)性能和介電性能方面有較大的提高；比如長(zhǎng)徑比大的剛性結(jié)構(gòu)可以有效的抑制聲子的散射，增加聲子的平均自由程，從而使其導(dǎo)熱性能顯著提高。
[0049]具體的，液晶環(huán)氧樹脂選自3，3’，5，5’ -四甲基聯(lián)苯二縮水甘油醚、雙酚A 二縮水甘油醚、4，4’ - 二羥基聯(lián)苯二縮水甘油醚和4，4’ - 二羥基聯(lián)萘基二縮水甘油醚中的至少一種。
[0050]固化劑可以為4，4’ - 二羥基聯(lián)苯、4，4’ - 二氨基聯(lián)苯和4，4’ - 二氨基二苯砜中的至少一種。
[0051]本實(shí)施方式中，液晶環(huán)氧樹脂與固化劑為等化學(xué)計(jì)量比，即，液晶環(huán)氧樹脂與固化劑二者均恰好完全反應(yīng)。
[0052]本實(shí)施方式中，改性氧化鋁和液晶環(huán)氧樹的質(zhì)量之和與改性氧化鋁復(fù)合材料的總質(zhì)量的比例為7:10。
[0053]促進(jìn)劑為三苯基膦、咪唑和乙酰丙酮鉻中的至少一種。
[0054]這種改性氧化鋁復(fù)合材料，包括改性氧化鋁顆粒、增強(qiáng)纖維和液晶環(huán)氧樹脂，改性氧化鋁顆粒為硅烷偶聯(lián)劑改性氧化鋁顆粒得到。氧化鋁顆粒經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑改性后表面形成氨基、羥基等活性化學(xué)基團(tuán)，氧化鋁顆粒通過表面形成的氨基、羥基等活性基團(tuán)與液晶環(huán)氧樹脂之間通過化學(xué)鍵連接，提高了界面的相互作用，減小了界面熱阻，減少了團(tuán)簇現(xiàn)象。相對(duì)于傳統(tǒng)的復(fù)合材料，這種改性氧化鋁復(fù)合材料不容易出現(xiàn)團(tuán)簇現(xiàn)象。
[0055]—實(shí)施方式的覆銅基板，包括依次層疊的第一電極層、電介質(zhì)層和第二電極層。
[0056]電介質(zhì)層的材料為上述的改性氧化鋁復(fù)合材料。
[0057]第一電極層的材料為銅、黃銅、鋁和鎳中的至少一種。第二電極層的材料為銅、黃銅、鋁和鎳中的至少一種。
[0058]第一電極層的厚度為10 μ m?35 μ m,第二電極層的厚度為10 μ m?35 μ m。
[0059]如圖1所示的上述覆銅基板的制備方法，包括如下步驟:
[0060]S10、按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)將35份?55份的改性氧化鋁顆粒、15份?35份的液晶環(huán)氧樹月旨、10份?21份的固化劑以及0.1份?I份的促進(jìn)劑溶解在有機(jī)溶劑中，超聲0.5h?2h后得到混合溶液。
[0061]有機(jī)溶劑可以為2- 丁酮或丙酮。
[0062]改性氧化鋁顆粒為硅烷偶聯(lián)劑改性氧化鋁顆粒得到。改性氧化鋁顆粒的粒徑可以為 10nm ?lOOOnm。
[0063]在一個(gè)較優(yōu)的實(shí)施例中，改性氧化鋁顆粒的粒徑為700nm。
[0064]娃燒偶聯(lián)劑為Y _氨丙基二乙氧基娃燒、Y-(2，3_環(huán)氧丙氧)丙基二甲氧基娃燒或Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
[0065]硅烷偶聯(lián)劑改性氧化鋁顆粒的過程可以為:將氧化鋁顆粒加入到溶劑中超聲分散，升溫至50°C?60°C后加入硅烷偶聯(lián)劑，接著攪拌升溫至70°C反應(yīng)4h?5h，冷卻后過濾并保留濾渣，濾渣干燥后即為改性氧化鋁顆粒。其中，硅烷偶聯(lián)劑與氧化鋁顆粒的質(zhì)量比為3:100。溶劑可以為無水乙醇或二甲苯。濾渣干燥的溫度可以為120°C，干燥的時(shí)間可以為24h。
[0066]氧化鋁顆粒經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑改性后表面形成氨基、羥基等活性化學(xué)基團(tuán)，氧化鋁顆粒通過表面形成的氨基、羥基等活性基團(tuán)與液晶環(huán)氧樹脂之間通過化學(xué)鍵連接，提高了界面的相互作用，減小了界面熱阻，減少了團(tuán)簇現(xiàn)象。
[0067]液晶環(huán)氧樹脂選擇具有較多的長(zhǎng)徑比大的剛性聯(lián)苯結(jié)構(gòu)或萘結(jié)構(gòu)，較普通環(huán)氧樹脂或者BT樹脂在熱性能、力學(xué)性能和介電性能方面有較大的提高；比如長(zhǎng)徑比大的剛性結(jié)構(gòu)可以有效的抑制聲子的散射，增加聲子的平均自由程，從而使其導(dǎo)熱性能顯著提高。
[0068]具體的，液晶環(huán)氧樹脂選自3，3’，5，5’ -四甲基聯(lián)苯二縮水甘油醚、雙酚A 二縮水甘油醚、4，4’ - 二羥基聯(lián)苯二縮水甘油醚和4，4’ - 二羥基聯(lián)萘基二縮水甘油醚中的至少一種。
[0069]固化劑可以為4，4’ - 二羥基聯(lián)苯、4，4’ - 二氨基聯(lián)苯和4，4’ - 二氨基二苯砜中的至少一種。
[0070]本實(shí)施方式中，液晶環(huán)氧樹脂與固化劑為等化學(xué)計(jì)量比，S卩，液晶環(huán)氧樹脂與固化劑二者均恰好完全反應(yīng)。
[0071]促進(jìn)劑為三苯基膦、咪唑和乙酰丙酮鉻的至少一種。
[0072]S20、按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)將25份?35份的增強(qiáng)纖維排列在離心膜上，接著將SlO得到的混合溶液涂覆在增強(qiáng)纖維上并在60V?150°C下烘烤1min?90min，待冷卻至室溫后將離心膜剝離得到半固化板。
[0073]離心膜為的材料可以為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯材料的離心膜由于其表面張力較小，在得到半固化板時(shí)易剝離。
[0074]具體的，S20中，將25份?35份的增強(qiáng)纖維按照X_Y軸方向規(guī)則交叉排列在離心膜上。
[0075]增強(qiáng)纖維可以為碳化硅纖維。碳化硅纖維由80根?120根單絲組成，每根單絲的直徑為12 μ m?13 μ m。
[0076]碳化硅纖維在改性氧化鋁復(fù)合材料中充當(dāng)導(dǎo)熱橋的作用，增強(qiáng)了改性氧化鋁顆粒和改性氧化鋁顆粒以及改性氧化鋁顆粒和碳化硅纖維之間的連接作用，在很大程度上形成導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或者導(dǎo)熱鏈。
[0077]本實(shí)施方式中，碳化硅纖維的每根單絲的拉伸強(qiáng)度為2GPa，模量為150GPa。
[0078]S30、將S20得到的半固化板置于第一電極層和第二電極層之間，接著在120°C?200°C、5kgf/cm2?30kgf/cm2的壓力下熱壓4h?1h,最后固化,得到覆銅基板。
[0079]第一電極層的材料為銅、黃銅、鋁和鎳中的至少一種。第二電極層的材料為銅、黃銅、鋁和鎳中的至少一種。
[0080]第一電極層的厚度為10 μ m?35 μ m,第二電極層的厚度為10 μ m?35 μ m。
[0081]固化的操作可以為:分別在150°C、180°C、220°C下固化2h。
[0082]經(jīng)過測(cè)試，這種覆銅基板的制備方法制得的覆銅基板的電介質(zhì)層的徑向?qū)嵯禂?shù)為0.701?1.004W/m*K，軸向?qū)嵯禂?shù)為1.325?1.526W/m.Κ，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為170?180。。。
[0083]這種覆銅基板的制備方法制得的覆銅基板的電介質(zhì)層的材料為改性氧化鋁復(fù)合材料，改性氧化鋁復(fù)合材料包括改性氧化鋁顆粒、增強(qiáng)纖維和液晶環(huán)氧樹脂，改性氧化鋁顆粒為硅烷偶聯(lián)劑改性氧化鋁顆粒得到。氧化鋁顆粒經(jīng)過硅烷偶聯(lián)劑改性后表面形成氨基、羥基等活性化學(xué)基團(tuán)，氧化鋁顆粒通過表面形成的氨基、羥基等活性基團(tuán)與液晶環(huán)氧樹脂之間通過化學(xué)鍵連接，提高了界面的相互作用，減小了界面熱阻，減少了團(tuán)簇現(xiàn)象。
[0084]下面為具體實(shí)施例。實(shí)施例中，球磨選擇梅州華豐制作的球磨機(jī)50kg級(jí)球磨機(jī)，激光粒度分析儀為馬爾文MS3000激光粒度儀，比表面積分析儀為ASAP2020比表面積測(cè)試儀，導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)試儀為Hot Disk TPS2500s熱分析儀，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度測(cè)試儀為TA Q20差示掃描量熱測(cè)試儀，掃描電鏡為FEI公司的Nova Nano SEM 450。
[0085]實(shí)施例1
[0086](I)制備Y-氨丙基三乙氧基硅烷改性的氧化鋁。
[0087]首先將氧化鋁顆粒在110°C下干燥4h，待冷卻至室溫后稱取15.0g粒徑為700nm的氧化鋁顆粒、50mL 二甲苯加入到三口燒瓶中超聲分散1min后放入油浴鍋，磁力攪拌溶液并升溫至90°C。用滴管逐滴加入1.0g表面改性劑Y-氨丙基三乙氧基硅烷，滴加后升溫至115 °C,保持磁力攪拌,反應(yīng)6h。
[0088]將混合溶液冷卻，趁熱倒入抽濾漏斗，抽濾得到的樣品用無水乙醇多次洗滌，放入真空干燥箱110°c干燥12h，得到Y(jié)-氨丙基三乙氧基硅烷表面改性的氧化鋁。
[0089]圖2和圖3分別為實(shí)施例1中的氧化鋁顆粒與實(shí)施例1制得的Y -氨丙基三乙氧基硅烷改性的氧化鋁顆粒在有機(jī)溶劑中分散的SEM照片。
[0090]由圖2可以看出，改性前的氧化鋁顆粒在有機(jī)溶劑中易形成團(tuán)簇，分散性較差。主要因?yàn)檠趸X顆粒比表面積較小，表面能很大，氧化鋁顆粒之間容易結(jié)合成塊。
[0091]由圖3可以看出，Y-氨丙基三乙氧基硅烷改性的氧化鋁顆粒基本呈現(xiàn)單分散，很少有團(tuán)聚。主要因?yàn)楦男院蟮难趸X顆粒表面帶有電荷，由于電荷的相互作用是Y-氨丙基三乙氧基硅烷改性的氧化鋁顆粒分散性較好。
[0092](2)制備半固化片。
[0093]將2.60g 3，3’，5，5’ -四甲基聯(lián)苯二縮水甘油醚、1.40g 4，4’-二氨基二苯砜以及20.0Omg三苯基膦在180°C攪拌混合均勻，維持溫度180°C反應(yīng)30min，得琥珀色粘稠狀透明的環(huán)氧樹脂復(fù)合物。
[0094]將制得的4.0Og環(huán)氧樹脂復(fù)合物、4.0Og經(jīng)Y -氨丙基三乙氧基硅烷表面改性的氧化鋁加入到4.50g的2- 丁酮溶劑中，通過超聲波震蕩方法攪拌2h，混合均勻，得到混合溶液。
[0095]將上述制備的混合溶液采用棒式涂布方式涂布在在X-Y平面內(nèi)呈規(guī)則狀交叉排列的碳化硅纖維上。放入鼓風(fēng)烘箱中130°C烘烤120分鐘，使溶劑揮發(fā)，得到半固化片。半固化片中，氧化鋁和液晶環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的總質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為70%。
[0096]圖4和圖5分別為實(shí)施例1制得的半固化片的截面電鏡圖。
[0097]圖4為液晶環(huán)氧樹脂包覆縱向排布的碳化硅纖維的電鏡圖，由圖4可看出，改性氧化鋁顆粒均勻分散在液晶環(huán)氧樹脂中，同時(shí)改性氧化鋁顆粒緊密的附著在碳化硅纖維的表面。
[0098]圖5為液晶環(huán)氧樹脂包覆徑向排布的碳化硅纖維的電鏡圖，由圖5可看出，液晶環(huán)氧樹脂整體包覆效果較好，存在缺陷較少，碳化硅纖維充分的充當(dāng)了導(dǎo)熱橋的作用，增強(qiáng)了改性氧化鋁顆粒和改性氧化鋁顆粒之間以及改性氧化鋁顆粒和碳化硅纖維之間的連接作用，在很大程度上形成導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或者導(dǎo)熱鏈。
[0099](3)制備覆銅基板。
[0100]首先用濃度為15wt%的鹽酸溶液清洗兩個(gè)厚度為40微米的銅箔片，然后再將兩個(gè)銅箔片置于丙酮中超聲清洗1min后置于無水乙醇中超聲清洗lOmin，烘箱中60°C烘干，得到潔凈、干燥的第一電極層和第二電極層。
[0101]將兩個(gè)半固化片重疊后二者的碳化硅纖維貼緊，將其置于第一電極層和第二電極層之間，于真空壓機(jī)中，在150°C、5kgf/Cm2的壓力下熱壓3小時(shí)，最后在鼓風(fēng)烘箱中，分別在150°C、180°C、220°C下固化2h，制得覆銅基板。
[0102]制得的覆銅基板包括依次層疊的第一電極層、電介質(zhì)層和第二電極層，其中第一電極層和第二電極層均為厚度為40微米的銅箔片，電介質(zhì)層為兩片半固化片所組成，半固化片厚度為500微米。
[0103]測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，實(shí)施例1制備得到的覆銅基板的徑向?qū)嵯禂?shù)為0.701ff/m.K，軸向?qū)嵯禂?shù)為1.325ff/m.K，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為175°C。
[0104]實(shí)施例2
[0105]制備方法與實(shí)施例1基本相同，區(qū)別僅在于:步驟(2)使用的固化劑為4，4’ - 二羥基聯(lián)苯，130°C攪拌混合均勻，維持溫度130°C反應(yīng)30min，得琥珀色粘稠狀透明的環(huán)氧樹脂復(fù)合物。
[0106]制備得到的覆銅基板包括依次層疊的第一電極層、電介質(zhì)層和第二電極層，其中第一電極層和第二電極層均為厚度為40微米的銅箔片，電介質(zhì)層由2張半固化片組成，厚度為500微米。
[0107]測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，基板材料徑向?qū)嵯禂?shù)0.876W/m.K，軸向?qū)嵯禂?shù)為1.358W/m*K，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為130°C。
[0108]實(shí)施例3
[0109]制備方法與實(shí)施例1基本相同，區(qū)別僅在于:步驟(2)將5.60g(55份)經(jīng)Y-氨丙基三乙氧基硅烷的氧化鋁和2.40g環(huán)氧樹脂體系加入到4.50g的2-丁酮溶劑中，通過超聲波震蕩方法攪拌2h，混合均勻，得到氧化鋁復(fù)合材料。
[0110]制備得到的覆銅基板包括依次層疊的第一電極層、電介質(zhì)層和第二電極層，其中第一電極層和第二電極層均為厚度為40微米的銅箔片，電介質(zhì)層由2片半固化片組成，厚度為500微米。
[0111]測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，基板材料徑向?qū)嵯禂?shù)為1.004W/m*K，軸向?qū)嵯禂?shù)為1.526W/m.K，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為180°C。
[0112]對(duì)比例I
[0113]制備方法與實(shí)施例1相同，區(qū)別僅在于:步驟(2)中涂覆在玻璃纖維布上。
[0114]制備得到的覆銅基板包括依次層疊的第一電極層、電介質(zhì)和第二電極層，其中第一電極層和第二電極層均為厚度為40微米的銅箔片，電介質(zhì)層由2片半固化片組成，厚度為100微米。
[0115]測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，基板材料徑向?qū)嵯禂?shù)為0.777ff/m.K，軸向?qū)嵯禂?shù)為0.803W/m.K，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為175°C。
[0116]對(duì)比例2
[0117]制備方法與實(shí)施例2相同，區(qū)別僅在于:步驟(2)中添加相同量的未改性的氧化招。
[0118]制備得到的覆銅基板包括依次層疊的第一電極層、電介質(zhì)層和第二電極層，其中第一電極層和第二電極層均為厚度為40微米的銅箔片，電介質(zhì)層由2片半固化片組成，厚度為500微米。基板材料徑向?qū)嵯禂?shù)0.592ff/m.K，軸向?qū)嵯禂?shù)為0.888ff/m.K，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為175°C。
[0119]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種改性氧化鋁復(fù)合材料，其特征在于，按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)包括35份?55份的改性氧化鋁顆粒、25份?35份的增強(qiáng)纖維、15份?35份的液晶環(huán)氧樹脂、10份?21份的固化劑以及0.1份?I份的促進(jìn)劑； 所述改性氧化鋁顆粒為硅烷偶聯(lián)劑改性氧化鋁顆粒得到，所述改性氧化鋁顆粒的粒徑為 10nm ?lOOOnm。
2.如權(quán)利要求1所述的改性氧化鋁復(fù)合材料，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑改性所述氧化鋁顆粒的過程如下:將所述氧化鋁顆粒加入到溶劑中超聲分散，升溫至50°C?60°C后加入所述硅烷偶聯(lián)劑，接著攪拌升溫至70V反應(yīng)4h?5h，冷卻后過濾并保留濾渣，所述濾渣干燥后即為所述改性氧化鋁顆粒，其中，所述硅烷偶聯(lián)劑與所述氧化鋁顆粒的質(zhì)量比為3:100。
3.如權(quán)利要求1或2所述的改性氧化鋁復(fù)合材料，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑為Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y _(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或Y-甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基娃燒。
4.如權(quán)利要求1所述的改性氧化鋁復(fù)合材料，其特征在于，所述增強(qiáng)纖維按照X-Y軸方向規(guī)則交叉排列。
5.如權(quán)利要求1或4所述的改性氧化鋁復(fù)合材料，其特征在于，所述增強(qiáng)纖維為碳化硅纖維。
6.如權(quán)利要求5所述的改性氧化鋁復(fù)合材料，其特征在于，所述碳化硅纖維由80根?120根單絲組成，每根所述單絲的直徑為12 μ m?13 μ m。
7.如權(quán)利要求1所述的改性氧化鋁復(fù)合材料，其特征在于，所述液晶環(huán)氧樹脂為3，3’，5，5’ -四甲基聯(lián)苯二縮水甘油醚、雙酚A 二縮水甘油醚、4，4’ - 二羥基聯(lián)苯二縮水甘油醚和4，4’ - 二羥基聯(lián)萘基二縮水甘油醚中的至少一種。
8.如權(quán)利要求1所述的改性氧化鋁復(fù)合材料，其特征在于，所述固化劑為4，4’- 二羥基聯(lián)苯、4，4’ - 二氨基聯(lián)苯和4，4’ - 二氨基二苯砜中的至少一種。
9.如權(quán)利要求1、7或8所述的改性氧化鋁復(fù)合材料，其特征在于，所述液晶環(huán)氧樹脂與所述固化劑為等化學(xué)計(jì)量比。
10.如權(quán)利要求1所述的改性氧化鋁復(fù)合材料，其特征在于，所述促進(jìn)劑為三苯基膦、咪唑和乙酰丙酮鉻中的至少一種。
11.一種覆銅基板，包括依次層疊的第一電極層、電介質(zhì)層和第二電極層；其特征在于，所述電介質(zhì)層的材料為如權(quán)利要求1?10中任一項(xiàng)所述的改性氧化鋁復(fù)合材料。
12.如權(quán)利要求11所述的覆銅基板，其特征在于，所述第一電極層的材料為銅、黃銅、鋁和鎳中的至少一種，所述第二電極層為銅、黃銅、鋁和鎳中的至少一種。
13.一種覆銅基板的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)將35份?55份的改性氧化鋁顆粒、15份?35份的液晶環(huán)氧樹脂、10份?21份的固化劑以及0.1份?I份的促進(jìn)劑溶解在有機(jī)溶劑中，超聲0.5h?2h后得到混合溶液； 按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)將25份?35份的增強(qiáng)纖維排列在離心膜上，接著將所述混合溶液涂覆在所述增強(qiáng)纖維上并在60°C?150°C下烘烤1min?90min，待冷卻至室溫后將所述離心膜剝離得到半固化板； 將所述半固化板置于第一電極層和第二電極層之間，接著在120°C?200°C、5kgf/cm2?30kgf/cm2的壓力下熱壓4h?1h,最后固化,得到所述覆銅基板。
14.如權(quán)利要求13所述的覆銅基板的制備方法，其特征在于，所述改性氧化鋁顆粒的制備過程如下:將所述氧化鋁顆粒加入到溶劑中超聲分散，升溫至50°C?60°C后加入所述硅烷偶聯(lián)劑，接著攪拌升溫至70°C反應(yīng)4h?5h，冷卻后過濾并保留濾渣，所述濾渣干燥后即為所述改性氧化鋁顆粒，其中，所述硅烷偶聯(lián)劑與所述氧化鋁顆粒的質(zhì)量比為3:100。
15.如權(quán)利要求14所述的覆銅基板的制備方法，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑為Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或Y -甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，所述硅烷偶聯(lián)劑與所述氧化鋁顆粒的質(zhì)量比為3:100。
16.如權(quán)利要求13所述的覆銅基板的制備方法，其特征在于，將25份?35份的增強(qiáng)纖維排列在離心膜上的操作為:將25份?35份的所述增強(qiáng)纖維按照X-Y軸方向規(guī)則交叉排列在所述離心膜上，所述增強(qiáng)纖維為碳化硅纖維。
17.如權(quán)利要求16所述的覆銅基板的制備方法，其特征在于，所述碳化硅纖維由80根?120根單絲組成，每根所述單絲的直徑為12 μ m?13 μ m。
18.如權(quán)利要求13所述的覆銅基板的制備方法，其特征在于，所述液晶環(huán)氧樹脂為3，3’，5，5’ -四甲基聯(lián)苯二縮水甘油醚、雙酚A 二縮水甘油醚、4，4’ - 二羥基聯(lián)苯二縮水甘油醚和4，4’ - 二羥基聯(lián)萘基二縮水甘油醚中的至少一種； 所述固化劑為4，4’ - 二羥基聯(lián)苯、4，4’ - 二氨基聯(lián)苯和4，4’ - 二氨基二苯砜中的至少一種； 所述液晶環(huán)氧樹脂與所述固化劑為等化學(xué)計(jì)量比。
19.如權(quán)利要求13所述的覆銅基板的制備方法，其特征在于，所述離心膜為的材料為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。
【文檔編號(hào)】B32B27/04GK104371274SQ201410660339
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月18日
【發(fā)明者】曾小亮, 孫蓉, 郭坤 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院