一种金属基板及其应用

技术领域

本发明属于层压板技术领域，涉及一种金属基板及其应用。

背景技术

随着电子信息产品大量生产，并且朝向轻薄短小、多功能的设计趋势，作为电子零组件主要支撑的印制电路基板，也随着不断提高技术层面，以提供高密度布线、薄形、微细孔径、高散热性。在LED应用过程中除了功率的提升，同时出现了大功率芯片直接贴在线路板的设计，大功率芯片产生的光直接照射到线路板的绝缘层上，需要绝缘层除了具备良好的散热性外，还需要绝缘层具备优秀的抗光老化性能。目前金属基板的绝缘层使用的为环氧树脂，其可以通过添加导热填料提高散热性，但是环氧树脂的抗光老化能力差，无法满足“大功率芯片直接贴在线路板的设计”。

CN104708869A公开了一种高导热铝基覆铜板及其制备方法，包括由内向外依次设置的铜箔层、高导热绝缘层及铝板，所述高导热绝缘层中填充有氧化铝纤维，所述氧化铝纤维由微弧氧化制成；该发明提升了铝基覆铜板的散热能力，提高了铝基覆铜板的可靠性，但是未提及其抗光老化的性能。

因此，在本领域，期望提供一种具备优良散热性的同时具有优异的抗光老化性能的金属基板。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种金属基板及其应用。本发明的金属基板具备优良的散热性和优秀的抗光老化性能，可以用于大功率的LED照明系统。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种金属基板，所述金属基板依次包括金属基层、含氟树脂绝缘层、铜箔层，所述含氟树脂绝缘层直接涂覆在金属基层上；所述含氟树脂绝缘层包括PTFE和无机填料。

在本发明中，通过使用含氟树脂作为金属基板的绝缘层，使得本发明制作的线路板具备优良的散热性和优秀的抗光老化性能，可以用于大功率的LED照明系统。同时，将含氟树脂绝缘层直接涂覆在金属板上烧结，与现有使用含氟树脂绝缘膜(含氟树脂绝缘膜，是将含氟树脂涂覆在离型材料上，最常用的是PI载膜上，高温固化后再去除离型材料，获得含氟树脂绝缘膜)相比，可减少PI载膜的使用，也能在含氟树脂绝缘层与金属基之间获得更好的粘合性。

优选地，所述金属基板的金属基可选用铝板、铜板、铁板或不锈钢板。

优选地，所述铝板为经过机械粗化或阳极氧化表面处理的铝板。

优选地，所述铜板为经过机械粗化或棕化表面处理的铜板。

优选地，所述铁板为经过机械粗化表面处理的铁板。

优选地，所述不锈钢板为经过机械粗化表面处理的不锈钢板。

优选地，所述无机填料为氮化铝(AlN)、氮化硼(BN)、氧化铝(Al

优选地，所述无机填料的平均粒径为0.1-10微米(例如0.1微米、0.5微米、0.8微米、1微米、3微米、5微米、8微米或10微米)，最大粒径小于30微米(例如为29微米、27微米、25微米、23微米、20微米、18微米、15微米等)。粒径采用马尔文2000激光粒度分析仪测试。

优选地，所述无机填料在所述含氟树脂绝缘层中的重量百分比为30-90％，例如30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％或90％。

优选地，所述含氟树脂绝缘层还含有重量百分比为1-10％(例如1.5％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％)的聚全氟乙丙烯、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、乙烯-三氟氯乙烯共聚物及其衍生物或聚偏二氟乙烯及其衍生物中的任意一种或至少两种组合。通过添加上述除PTFE以外的含氟树脂，能与PTFE发挥协同作用，提高含氟树脂绝缘层与铜箔层之间的粘结性。优选四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(PFA)，其余与PTFE发挥协同作用，提高含氟树脂绝缘层与铜箔层之间的粘结性最佳。

优选地，所述金属基板还包括含氟树脂组合物层，其位于含氟树脂绝缘层与铜箔层中间。

优选地，所述含氟树脂组合物层含有玻璃布或不含有玻璃布。

另一方面，本发明提供一种铝基覆铜箔层压板，所述铝基覆铜箔层压板依次包括铝板、含氟树脂绝缘层、铜箔层，所述含氟树脂绝缘层直接涂覆在铝板上；所述含氟树脂绝缘层包括PTFE和无机填料。

另一方面，本发明提供一种高频高速电路基板，所述高频高速电路基板包括一张或至少两张叠合的如上所述的金属基板。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明通过使用含氟树脂绝缘层代替环氧树脂，应用于金属基板，实现优良的散热性和优秀的抗光老化性能。将含氟树脂绝缘层直接涂覆在金属板上，与现有使用含氟树脂绝缘膜相比，可减少PI载膜的使用，也能在含氟树脂绝缘层与金属基之间获得更好的粘合性。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

实施例1

按PTFE树脂：PFA树脂：氧化铝以35：5：60固体重量比依次加入，搅拌4小时以上，充分混合均匀，形成固体含量为70％的溶液。

将以上溶液涂覆于经过表面处理的铝板(厚度1.0mm)上，并烘干，然后在400℃的烘箱中烧结，再和铜箔(厚度35μm)进行压合，压合温度380℃，得到PTFE类型的铝基覆铜箔层压板。

实施例2

按PTFE树脂：PFA树脂：氧化铝以30：10：60固体重量比依次加入，搅拌4小时以上，充分混合均匀，形成固体含量为70％的溶液。

将以上溶液涂覆于经过表面处理的铝板(厚度1.0mm)上，并烘干，然后在400℃的烘箱中烧结，再和铜箔(厚度35μm)进行压合，压合温度380℃，得到PTFE类型的铝基覆铜箔层压板。

实施例3

按PTFE树脂：PFA树脂：氮化硼以69：1：30固体重量比依次加入，搅拌4小时以上，充分混合均匀，形成固体含量为70％的溶液。

将以上溶液涂覆于经过表面处理的铝板(厚度1.0mm)上，并烘干，然后在400℃的烘箱中烧结，再和铜箔(厚度35μm)进行压合，压合温度380℃，得到PTFE类型的铝基覆铜箔层压板。

实施例4

按PTFE树脂：PFA树脂：氧化铝以40：0：60固体重量比依次加入，搅拌4小时以上，充分混合均匀，形成固体含量为70％的溶液。

将以上溶液涂覆于经过表面处理的铝板(厚度1.0mm)上，并烘干，然后在400℃的烘箱中烧结，再和铜箔(厚度35μm)进行压合，压合温度380℃，得到PTFE类型的铝基覆铜箔层压板。

对比例1

在环氧树脂组合物中添加60％的氧化铝，搅拌4小时以上，充分混合均匀，形成固体含量为70％的溶液。

将以上溶液涂覆于经过表面处理的铝板(厚度1.0mm)上，并烘干，再和铜箔(厚度35μm)进行压合，压合温度200℃，得到环氧树脂类型的铝基覆铜箔层压板。

对比例2

按PTFE树脂：PFA树脂：氧化铝以38：2：60固体重量比依次加入，搅拌4小时以上，充分混合均匀，形成固体含量为70％的溶液。

将以上溶液和玻璃布湿润上胶，并烘干，然后在400℃的烘箱中烧结，形成PTFE粘结片，将PTFE粘结片(100μm)、铜箔(厚度35μm)，然后再与经过表面处理的铝板(厚度1.0mm)进行压合，压合温度380℃，得到PTFE类型的铝基覆铜箔层压板。

对比例3

按PTFE树脂：PFA树脂：氧化铝以38：2：60固体重量比依次加入，搅拌4小时以上，充分混合均匀，形成固体含量为70％的溶液。

将以上溶液涂覆于PI膜上，并烘干，然后在400℃的烘箱中烧结，形成PTFE片，将PTFE片从PI膜上剥离下来和铜箔(厚度35μm)、经过表面处理的铝板(厚度1.0mm)进行压合，压合温度380℃，得到PTFE类型的铝基覆铜箔层压板。

测试方法：

耐热性288℃：IPC-650 2.4.19层压板的热应力，记录分层时间；

热导率：使用ASTM D5470标准方法进行测试；

剥离强度：按照IPC-TM-650 2.4.8方法中“热应力后”实验条件，测试板材的剥离强度；

弯折性(180°)：去除铜箔后，绝缘层朝外弯采用不同的弯折半径弯折折180°(弯折半径越小，粘结性越好)；

光老化：450nm能量13kW/m

耐压(DC)：450nm能量13kW/m

上述实施例和比较例的性能测试比较如下表1：

表1

从上表可见，实施例中含氟金属基板具备有良好的粘结性、散热性和优秀的抗光老化性能。与实施例1相比，对比例1采用环氧树脂绝缘层，耐热性和耐弯折性差，同时抗光老化性能差；与实施例1相比，对比例2使用PTFE粘结片，对比例3使用含氟树脂膜，其耐热性、剥离强度与耐弯折性比使用含氟树脂绝缘层涂覆在金属基板上变劣；与实施例1相比，实施例4未添加PFA树脂，绝缘层和铜箔的剥离强度降低。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的金属基板及其应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。