缓冲垫结构及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种缓冲垫结构，特别是涉及一种用于铜箔基板的热压成型的多层缓冲垫结构。

背景技术

铜箔基板在热压成型时，需要使用缓冲层来改善热传导性与加压的均匀性。现有的铜箔基板热压工艺多使用牛皮纸作为缓冲层，且为了达到所需的缓冲效果一次须使用多张牛皮纸，而牛皮纸的回复性有限导致通常只能使用1-2次，从而需经常更换以达到良好的缓冲效果。如此一来，必然耗费多余的人力成本，且大量的消耗牛皮纸也代表需不断的砍伐树木，将造成对自然环境的负担。

因此，如何开发一种取代牛皮纸的缓冲材料，在耐用性增加的同时，也能保有良好的热传导性与加压均匀性，来克服上述的缺陷，已成为该项事业所欲解决的重要课题之一。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种缓冲垫结构，其具有良好的导热性和均匀性且能重复使用多次。并且，提供此缓冲垫结构的制造方法。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是提供一种缓冲垫结构，用于一铜箔基板的热压成型，所述缓冲垫结构包括：一中间层、两个橡胶层以及两个表面层。所述中间层具有相对的一第一表面以及一第二表面，所述两个橡胶层分别设置于所述中间层的所述第一表面以及所述第二表面上，且所述两个表面层分别设置于所述两个橡胶层上。其中，每一所述橡胶层为一橡胶组成物所形成，所述橡胶组成物包含一主橡胶、一溶剂、一导热碳材及一发泡剂。

在本发明的一实施例中，所述主橡胶的添加量为90至100重量份，所述溶剂的添加量为80至140重量份，所述导热碳材的添加量为3至8重量份，且所述发泡剂的添加量为0.1至5重量份。

在本发明的一实施例中，所述主橡胶为一液态硅橡胶，其分子量为30,000至100,000，所述溶剂为二甲苯，且所述导热碳材为碳黑。

在本发明的一实施例中，本发明的缓冲垫结构还进一步包括两个表面处理层，其中一个所述表面处理层设置于其中一个所述橡胶层与其中一个所述表面层之间，另外一个所述表面处理层设置于另外一个所述橡胶层与另外一个所述表面层之间。

在本发明的一实施例中，所述表面处理层含有一硅烷类化合物。

在本发明的一实施例中，所述中间层为全对位芳香族聚酰胺纤维编织而成的一不织布层，且两个所述表面层各为全间位芳香族聚酰胺纤维编织而成的一平织布层。

在本发明的一实施例中，所述中间层的厚度为2.2毫米至2.3毫米。

在本发明的一实施例中，所述橡胶层的厚度为1毫米至1.3毫米。

在本发明的一实施例中，所述缓冲垫结构的热传速率为11.5℃/min。

在本发明的一实施例中，所述橡胶层于温度190℃与单位面积压力25kg/cm

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另外一技术方案是提供一种缓冲垫结构的制造方法，所述缓冲垫结构用于一铜箔基板的热压成型，所述缓冲垫结构的制造方法包括：提供一中间层，其具有相对的一第一表面以及一第二表面；以及通过一橡胶层将一表面层结合于所述中间层的所述第一表面上，并通过另一橡胶层将另一表面层结合于所述中间层的所述第二表面上；其中，所述橡胶层与所述另一橡胶层各为一橡胶组成物所形成，且所述橡胶组成物包含一主橡胶、一溶剂、一导热碳材及一发泡剂。

在本发明的一实施例中，所述主橡胶的添加量为90至100重量份，所述溶剂的添加量为80至140重量份，所述导热碳材的添加量为3至8重量份，且所述发泡剂的添加量为0.1至5重量份。

在本发明的一实施例中，所述主橡胶为一液态硅橡胶，其分子量为30,000至100,000，所述溶剂为二甲苯，且所述导热碳材为碳黑。

在本发明的一实施例中，通过所述橡胶层将所述表面层结合于所述中间层的所述第一表面上的步骤包括：先形成一表面处理层于所述表面层上；通过所述表面处理层将所述橡胶层与所述表面层结合成一体；以及将所述橡胶层贴附于所述中间层的所述第一表面上。通过所述另一橡胶层将所述另一表面层结合于所述中间层的所述第二表面上的步骤包括：先形成另一表面处理层于所述另一表面层上；通过所述另一表面处理层将所述另一橡胶层与所述另一表面层结合成一体；以及将所述另一橡胶层贴附于所述中间层的所述第二表面上。

在本发明的一实施例中，在形成所述表面处理层于所述表面层上的步骤中，还包括：使用一硅烷类化合物处理所述表面层的一表面。在形成所述另一表面处理层于所述另一表面层上的步骤中，还包括：使用另一硅烷类化合物处理所述另一表面层的一表面。

在本发明的一实施例中，所述中间层为全对位芳香族聚酰胺纤维编织而成的一不织布层，且所述表面层与所述另一表面层各为全间位芳香族聚酰胺纤维编织而成的一平织布层。

在本发明的一实施例中，所述中间层的厚度为2.2毫米至2.3毫米，且所述橡胶层与所述另一橡胶层的厚度为1毫米至1.3毫米。

在本发明的一实施例中，所述缓冲垫结构的热传速率为11.5℃/min。

在本发明的一实施例中，所述橡胶层与所述另一橡胶层于温度190℃与单位面积压力25kg/cm

本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的缓冲垫结构，其能通过“包含中间层、两个橡胶层以及两个表面层的缓冲垫结构”以及“橡胶层由包含主橡胶、溶剂、导热碳材以及发泡剂的橡胶组成物所形成”的技术特征，以具有良好的热传导性与加压均匀性，且能够被重复使用多次。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明第一实施例的缓冲垫结构的剖面示意图。

图2为本发明第二实施例的缓冲垫结构的剖面示意图。

图3为本发明的缓冲垫结构的制造方法的流程图。

图4显示本发明的缓冲垫结构的缓冲性与复原率的测量基准。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“缓冲垫结构及其制造方法”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。

第一实施例

参阅图1所示，本发明第一实施例提供一种用于铜箔基板的热压成型的缓冲垫结构，其为五层结构。如图1所示，缓冲垫结构包括中间层10、两个橡胶层20以及两个表面层30，中间层10具有相对的第一表面11以及第二表面12，两个橡胶层20分别设置于第一表面11以及第二表面12上，且两个表面层30分别设置于两个橡胶层20上。实际应用时，中间层10与表面层30的材料为芳纶纤维，即芳香族聚酰胺纤维(Aramid fiber)。更具体而言，中间层10为全对位芳香族聚酰胺纤维编织而成的一不织布层，且两个表面层30各自为全间位芳香族聚酰胺纤维编织而成的一平织布层。

在本实施例中，两个橡胶层20各自由一橡胶组成物所形成。值得一提的是，橡胶组成物的配方能增加缓冲垫结构的缓冲性和热传特性。橡胶组成物主要包含一主橡胶、一溶剂、一导热碳材以及一发泡剂。实际应用时，主橡胶可以是一液态硅橡胶，其分子量为30,000至100,000；溶剂可以是甲苯、二甲苯或小分子硅油；导热碳材可以是碳黑、石墨、氮化硼、氧化铝或不锈钢粉。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需求调整橡胶组成物的配方，只要能赋予橡胶层20所需特性即可，例如所形成的橡胶层20于温度190℃与单位面积压力25kg/cm

进一步而言，主橡胶的添加量可为90至100重量份，例如91重量份、92重量份、93重量份、94重量份、95重量份、96重量份、97重量份、98重量份或99重量份；溶剂的添加量可为80至140重量份，例如85重量份、90重量份、95重量份、100重量份、105重量份、110重量份、115重量份、120重量份、125重量份、130重量份或135重量份；导热碳材的添加量可为3至8重量份，例如3.5重量份、4重量份、4.5重量份、5重量份、5.5重量份、6重量份、6.5重量份、7重量份或7.5重量份；发泡剂的添加量可为0.1至5重量份，例如0.5重量份、1.0重量份、1.5重量份、2.0重量份、2.5重量份、3.0重量份、3.5重量份、4.0重量份或4.5重量份。

根据上述橡胶组成物的成分可以理解的是，橡胶层20是由液态硅橡胶制成。因此，橡胶层20是以液态涂布于中间层10与表面层30之间，使中间层10与表面层30彼此贴合。然而，当液态硅橡胶涂布于表面层30上并压合时，液态硅橡胶可能从表面层30上的孔隙渗出而沾黏机台。

参阅图2所示，在一较佳实施例中，本发明的缓冲垫结构可进一步包括两个表面处理层40，其中一个表面处理层40(如上表面处理层)设置于其中一个橡胶层20(如上橡胶层)与其中一个表面层30(如上表面层)之间，另外一个表面处理层40(如下表面处理层)则设置于另外一个橡胶层20(如下橡胶层)与另外一个表面层30(如下表面层)之间；如此一来，不但能提高橡胶层20与表面层30的接着强度，还能防止液态硅橡胶从表面层30透出而沾黏于机台。进一步而言，表面处理层40可以是使用一硅烷类化合物处理表面层30的一表面(如内侧表面)而形成，其主要作用在于作为一芳纶纤维的织物层与一硅橡胶层的连接界面，以及作为一阻挡层以防止液态硅橡胶从织物的孔隙透出；硅烷类化合物可以是二甲基硅氧烷，但不限于此。

在一些实施例中，本发明的缓冲垫结构厚度可为5毫米，其中，中间层10的厚度可为2.2毫米至2.3毫米，例如2.21毫米、2.22毫米、2.23毫米、2.24毫米、2.25毫米、2.26毫米、2.27毫米、2.28毫米或2.29毫米。需要说明的是，若中间层10的厚度大于2.3毫米，缓冲垫结构于热压工艺时的热传导将会受到影响，若中间层10的厚度小于2.2毫米，将无法提供足够的支撑效果。另外，橡胶层20的厚度可为1至1.3毫米，例如1.0毫米、1.1毫米、1.2毫米或1.3毫米。需要说明的是，若橡胶层20的厚度大于1.3毫米，缓冲垫结构于热压工艺时的热传导将会受到影响，若橡胶层20的厚度小于1.0毫米时，将无法提供所需的缓冲效果。

根据热导率公式k＝(Q/t)*L/(A*T)计算本发明的缓冲垫结构的热传系数(K)，其中k为热导率、Q为热量、t为时间、L为长度、A为面积、且T为温度差。本发明的缓冲垫结构的热传速率为11.5℃/min。在上方热板的温度为190℃的条件下，本发明的缓冲垫结构将下方铜箔基板从常温加热至145℃只需要10分钟。

第二实施例

参阅图3，并配合图1及图2所示，本发明第二实施例提供一种缓冲垫结构的制作方法，用于制造一种五层的缓冲垫结构，其至少包括步骤S1：提供一中间层，其具有相对的一第一表面以及一第二表面，以及步骤S2：通过一橡胶层将一表面层结合于中间层的第一表面上，并通过另一橡胶层将另一表面层结合于中间层的第二表面上。经由本发明的方法制成的缓冲垫结构，其热传速率为11.5℃/min，能够在不影响热传导的情况下提供热压工艺所需的缓冲效果。

进一步而言，在步骤S2中，是先形成一表面处理层40于其中一个表面层30(如上表面层)上，再通过此表面处理层40将其中一个橡胶层20(如上橡胶层)与其中一个表面层30结合成一体，而后将其中一个橡胶层20贴附于所述中间层10的第一表面11上；并且，先形成另一表面处理层40于另外一个表面层30(如下表面层)上，再通过此另一表面处理层40将另外一个橡胶层20(如下橡胶层)与另外一个表面层30结合成一体，而后将另外一个橡胶层20贴附于所述中间层10的第二表面12上。两个表面处理层40各自为使用一硅烷类化合物处理所对应的表面层的一表面而形成，硅烷类化合物可为二甲基硅氧烷，但不限于此。

在本实施例中，中间层10为全对位芳香族聚酰胺纤维编织而成的一不织布层，且两个表面层30各自为全间位芳香族聚酰胺纤维编织而成的一平织布层。两个橡胶层20各自是由一橡胶组成物所形成，橡胶组成物的配方能增加缓冲垫结构的缓冲和热传特性。橡胶组成物主要包含一主橡胶、一溶剂、一导热碳材以及一发泡剂。实际应用时，主橡胶可以是一液态硅橡胶，其分子量为30,000至100,000；溶剂可以是二甲苯；导热碳材可以是碳黑。需要说明的是，本领域技术人员可根据实际需求调整橡胶组成物的配方，只要能赋予橡胶层20所需特性即可，例如所形成的橡胶层20于温度190℃与单位面积压力25kg/cm

进一步而言，主橡胶的添加量可为90至100重量份，例如91重量份、92重量份、93重量份、94重量份、95重量份、96重量份、97重量份、98重量份或99重量份；溶剂的添加量可为80至140重量份，例如85重量份、90重量份、95重量份、100重量份、105重量份、110重量份、115重量份、120重量份、125重量份、130重量份或135重量份；导热碳材的添加量可为3至8重量份，例如3.5重量份、4重量份、4.5重量份、5重量份、5.5重量份、6重量份、6.5重量份、7重量份或7.5重量份；发泡剂的添加量可为0.1至5重量份，例如0.5重量份、1.0重量份、1.5重量份、2.0重量份、2.5重量份、3.0重量份、3.5重量份、4.0重量份或4.5重量份。

请参阅图4，以下说明计算缓冲性与复原率的方法。如图4所示，为确保前后测量位置相同，在缓冲垫结构上标记九个位点，并测量九个位点的厚度作为压合前厚度(A)。并于与缓冲垫结构具有适当间距的圆点处放置铅块。随后，模拟压合过程，将上、下热板升温至190℃压合30分钟。此时板压为25kg/cm

利用上述压合前厚度(A)、压合时厚度(B)以及压合后厚度(C)通过下列公式计算缓冲性与回复性。再根据缓冲性与回复性进一步计算复原率，相关公式如下：

根据上述公式，将本发明的缓冲垫结构与牛皮纸进行比较。比较结果如列于下表1。

表1

如上表1所示，现有的铜箔基板使用牛皮纸作为缓冲层，虽然能够具有一定的缓冲率，但牛皮纸的复原率仅有5％以下，在复原率不良的情况下也减少可以重复使用的次数。相较之下，本公开的缓冲垫结构具有比使用牛皮纸更好的缓冲率，且复原率可以达到90％以上，进而将使用次数延长至300次以上。因此，本发明的缓冲垫结构具有缓冲效果以及结构稳定的技术效果，能够重复多次使用于铜箔基板的热压工艺。在不影响缓冲效果的情况下，使用次数的增加可以减少经常更换缓冲层所需的人力以及更换缓冲层时的风险，同时也能够减少资源的浪费。

实施例的有益效果

本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的缓冲垫结构，其能通过“包含中间层、两个橡胶层以及两个表面层的缓冲垫结构”以及“橡胶层由包含主橡胶、溶剂、导热碳材以及发泡剂的橡胶组成物所形成”的技术特征，以具有良好的热传导性与加压均匀性，且能够被重复使用多次。本发明的其中另一有益效果在于，本发明所提供的缓冲垫结构，其能通过“进一步包含使用硅烷类化合物处理所对应的表面层而形成的表面处理层”的技术特征，以防止液态硅橡胶从表面层上的孔隙渗出而沾黏机台。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。