RU2845451C1 - Heat-dissipating adhesive dielectric composition, base material of printed circuit boards based thereon and method of manufacturing base material of printed circuit boards on aluminium base (versions) - Google Patents
Heat-dissipating adhesive dielectric composition, base material of printed circuit boards based thereon and method of manufacturing base material of printed circuit boards on aluminium base (versions)Info
- Publication number
- RU2845451C1 RU2845451C1 RU2025107596A RU2025107596A RU2845451C1 RU 2845451 C1 RU2845451 C1 RU 2845451C1 RU 2025107596 A RU2025107596 A RU 2025107596A RU 2025107596 A RU2025107596 A RU 2025107596A RU 2845451 C1 RU2845451 C1 RU 2845451C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- layer
- base material
- circuit boards
- printed circuit
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретения относятся к области высоконаполненных диэлектрических адгезионных полимерных композиционных материалов с повышенной теплопроводностью для электротехнического назначения, в том числе для создания прочного адгезионного соединения металлических изделий печатных плат на алюминиевой основе. Соответствующие композиционные материалы могут использоваться для обеспечения оптимального теплового режима электронной аппаратуры и приборов и отвода тепла от тепловыделяющих элементов к теплоотводящему основанию.The inventions relate to the field of highly filled dielectric adhesive polymer composite materials with increased thermal conductivity for electrical engineering purposes, including for creating a strong adhesive connection of metal products of printed circuit boards on an aluminum base. The corresponding composite materials can be used to ensure an optimal thermal regime of electronic equipment and devices and to remove heat from heat-generating elements to a heat-removing base.
Из уровня техники известен термоинтерфейсный материал (см. заявку США US20040241410, опуб.02.12.2004). Известный материал получают в несколько стадий. На первой стадии подготавливают полимерный клеевой компаунд путем смешения 95 мас.ч. 2-этилгексилакрилата, 5 мас.ч. акриловой кислоты, 0,15 м. ч. фотоинициатора и 0,02 м. ч. изооктил тиогликолата с последующим УФ-воздействием с подогревом на водяной бане. На второй стадии в полученную смесь вводят теплопроводящие частицы нитрида бора концентрацией 25-40%, а затем в экструдере формируют пленочный материал. Теплопроводность известного материала составляет 0,5 Вт/м⋅К.A thermal interface material is known from the prior art (see US application US20040241410, published 02.12.2004). The known material is obtained in several stages. In the first stage, a polymer adhesive compound is prepared by mixing 95 parts by weight of 2-ethylhexyl acrylate, 5 parts by weight of acrylic acid, 0.15 parts by weight of photoinitiator and 0.02 parts by weight of isooctyl thioglycolate, followed by UV exposure with heating in a water bath. In the second stage, heat-conducting particles of boron nitride with a concentration of 25-40% are introduced into the resulting mixture, and then a film material is formed in an extruder. The thermal conductivity of the known material is 0.5 W/m⋅K.
Недостатками известного материала является низкая теплопроводность, а также большая трудоемкость способа его получения. The disadvantages of the known material are low thermal conductivity, as well as the high labor intensity of the method of its production.
Также известна теплопроводящая диэлектрическая композиция (см. патент РФ № 2645789, опубл.28.02.2018), содержащая эпоксидную смолу ЭД-20, порошок алмазный синтетический АС6100/80 и отвердитель для эпоксидных смол Л-18, представляющий собой аддукт полиаминов с кислотами растительных масел. Композиция готовится простым смешиванием компонентов и отверждением при температуре 25±10°С в течение 4-5 ч, затем при температуре 75±10°С в течение 6-7 ч. Описанная теплопроводящая диэлектрическая композиция имеет высокую теплопроводность 7-8 Вт/м⋅К. Значения электрической прочности находятся в диапазоне 10-14 кВ/мм.Also known is a heat-conducting dielectric composition (see Russian Patent No. 2645789, published on 28.02.2018) containing ED-20 epoxy resin, AC6100/80 synthetic diamond powder and L-18 epoxy resin hardener, which is an adduct of polyamines with vegetable oil acids. The composition is prepared by simply mixing the components and curing at a temperature of 25±10°C for 4-5 hours, then at a temperature of 75±10°C for 6-7 hours. The described heat-conducting dielectric composition has a high thermal conductivity of 7-8 W/m⋅K. The electrical strength values are in the range of 10-14 kV/mm.
Недостатками известной теплопроводящей диэлектрической композиции является низкая электрическая прочность, высокая стоимость наполнителя, а также непродолжительное время, за которое необходимо использовать компаунд.The disadvantages of the known heat-conducting dielectric composition are low electrical strength, high cost of the filler, and also the short time during which the compound must be used.
Известна эпоксидная композиция для изготовления заготовки теплопроводящего материала, листа b-стадии, препрега, теплорассеивающего материала, ламинированной пластины, металлической подложки и печатной платы (см. международную заявку WO2016190260A1, опуб.01.12.2016). Эпоксидная композиция состоит из эпоксидной смолы, от 50 масс.% частиц гексагонального нитрида бора, подвергнутых жидкофазному окислению и отвердителя. Полученную композицию применяют для изготовления листового препрега путем формирования из компаунда листа с последующим частичным отверждением. Также применяют для изготовления ламинированной пластины, металлической подложки и печатной платы.An epoxy composition is known for producing a heat-conducting material blank, a b-stage sheet, a prepreg, a heat-dissipating material, a laminated plate, a metal substrate, and a printed circuit board (see international application WO2016190260A1, published on 01.12.2016). The epoxy composition consists of an epoxy resin, 50 wt.% of hexagonal boron nitride particles subjected to liquid-phase oxidation, and a hardener. The resulting composition is used to produce a sheet prepreg by forming a sheet from the compound with subsequent partial curing. It is also used to produce a laminated plate, a metal substrate, and a printed circuit board.
Известный материал обладает повышенными значениями теплопроводности 2,2-4,4 Вт/м⋅К, значения электрической прочности составляют 22-29 кВ/мм.The known material has increased thermal conductivity values of 2.2-4.4 W/m⋅K, and electrical strength values are 22-29 kV/mm.
Основным недостатком материала являются низкие значения электрической прочности, вызывающей прохождение тока пробоя исключительно сквозь полимер.The main disadvantage of the material is the low values of electrical strength, which causes the breakdown current to pass exclusively through the polymer.
Наиболее близким аналогом является листовой изолирующий полимерный высоконаполненный материал (см. патент США US9497857B2, опуб.15.11.2015), содержащий 70-85 масс.% нитрида бора в качестве теплопроводного наполнителя, эпоксидную смолу и отвердитель и полученный при помощи валкового пресса при температурах 5-300 °С. Гексагональный нитрид бора содержит крупные частицы, имеющие средний диаметр частиц от 10 до 400 мкм, и мелкие частицы, имеющие средний диаметр частиц от 0,5 до 4,0 мкм, где степень смешивания крупных частиц составляет 85% или более. Материал обладает повышенной теплопроводностью 2,8-4,1 Вт/м⋅К и электрической прочностью 30-40 кВ/мм.The closest analogue is a sheet insulating highly filled polymer material (see US patent US9497857B2, published on 15.11.2015) containing 70-85 wt.% boron nitride as a thermally conductive filler, epoxy resin and a hardener and obtained using a roller press at temperatures of 5-300 °C. Hexagonal boron nitride contains large particles with an average particle diameter of 10 to 400 μm and small particles with an average particle diameter of 0.5 to 4.0 μm, where the degree of mixing of large particles is 85% or more. The material has an increased thermal conductivity of 2.8-4.1 W/m⋅K and an electrical strength of 30-40 kV/mm.
Недостатками данного материала являются ограничение по размерам и невозможность изготовления изделия нестандартной формы, связанные с выбором технологии вальцевания. Высокое содержание наполнителя в композиции не обеспечивает равномерное распределения связующего на поверхности наполнителя, что снижает электрические свойства полученного материала. Кроме того, такую высоконаполненную композицию перерабатывать можно только ограниченными методами, что сужает области её применение.The disadvantages of this material are the size limitations and the impossibility of manufacturing a non-standard shaped product, associated with the choice of rolling technology. The high filler content in the composition does not ensure uniform distribution of the binder on the filler surface, which reduces the electrical properties of the resulting material. In addition, such a highly filled composition can only be processed by limited methods, which narrows the areas of its application.
Техническая проблема, на решение которой направлена настоящая группа изобретений, заключается в недостаточно высокой термостойкости, трекингостойкости, слабой адгезии между слоями в базовых материалах печатных плат и низких диэлектрических показателях, которые не обеспечивают требования по эксплуатации печатных плат для обеспечения высокого теплоотвода смонтированных на нее силовых элементов (трекингостойкость, электрическая прочность). The technical problem that this group of inventions is aimed at solving is insufficient heat resistance, tracking resistance, weak adhesion between layers in the base materials of printed circuit boards and low dielectric properties that do not meet the requirements for the operation of printed circuit boards to ensure high heat dissipation of the power elements mounted on them (tracking resistance, electrical strength).
Технический результат, достигаемый при использовании заявленных изобретений, заключается в увеличении теплопроводности с одновременно низким значением диэлектрической проницаемости, тангенса угла диэлектрических потерь при 1 МГц, повышении адгезии к металлическим изделиям, электрической прочности, а также повышении жизнеспособности диэлектрической композиции при повышенных температурах. При этом, заявляемая композиция позволяет получать слой между охлаждаемой поверхностью и отводящим тепло устройством не только методом пленочного формования, но и методом напыления.The technical result achieved by using the claimed inventions consists in increasing thermal conductivity with a simultaneously low value of dielectric constant, dielectric loss tangent at 1 MHz, increasing adhesion to metal products, electrical strength, and also increasing the viability of the dielectric composition at elevated temperatures. At the same time, the claimed composition allows obtaining a layer between the cooled surface and the heat-dissipating device not only by film molding, but also by spraying.
Техническая проблема решается, а технический результат достигается за счёт того, что теплорассеивающая адгезивная диэлектрическая композиция, содержит эпоксидный олигомер, выбранный из эпоксидных полифункциональных олигомеров и эпоксидиановых олигомеров на основе бисфенола-А или их смесь, модификатор, латентная отверждающая система, нитрид бора при следующем массовом соотношении компонентов, масс. %:The technical problem is solved and the technical result is achieved due to the fact that the heat-dissipating adhesive dielectric composition contains an epoxy oligomer selected from epoxy polyfunctional oligomers and epoxy diane oligomers based on bisphenol-A or a mixture thereof, a modifier, a latent curing system, boron nitride in the following mass ratio of components, mass %:
при этом модификатор представляет собой частицы каучука, распределенные в эпоксидном олигомере, латентная отверждающая система представляет собой дициандиамид, растворенный в диметилформамиде.The modifier is rubber particles distributed in an epoxy oligomer, and the latent curing system is dicyandiamide dissolved in dimethylformamide.
Предпочтительно, латентная отверждающая система содержит катализатор, представляющий собой производные имидазола в соотношении дициандиамид : катализатор от 100:0 до 100: 20.Preferably, the latent curing system comprises a catalyst which is an imidazole derivative in a dicyandiamide:catalyst ratio of 100:0 to 100:20.
Наличие катализатора в латентной отверждающей системе, позволяет регулировать скорость отверждения заявляемой композиции, тем самым ускоряя получения твердого слоя при необходимости.The presence of a catalyst in the latent curing system allows one to regulate the curing rate of the claimed composition, thereby accelerating the production of a solid layer if necessary.
Предпочтительно, композиция содержит низкокипящий растворитель, выбранный из метилэтилкетона, ацетона, этилового спирта в количестве от 0 до 20 м.ч. на 100 м.ч. композиции.Preferably, the composition contains a low-boiling solvent selected from methyl ethyl ketone, acetone, ethyl alcohol in an amount of from 0 to 20 parts by weight per 100 parts by weight of the composition.
Наличие низкокипящего растворителя позволяет регулировать вязкость заявленной композиции, тем самым расширяет возможности её нанесения на металлическую подложку различными способами.The presence of a low-boiling solvent allows the viscosity of the declared composition to be adjusted, thereby expanding the possibilities of its application to a metal substrate in various ways.
Предпочтительно, нитрид бора является поверхностно-модифицированным наполнителем с средним размером частиц от 1 до 10 мкм.Preferably, the boron nitride is a surface-modified filler with an average particle size of 1 to 10 μm.
Применение такого нитрида бора позволяет получать композицию с высокой теплопроводностью с одновременно низким значением тангенса угла диэлектрических потерь при 1 МГц.The use of such boron nitride makes it possible to obtain a composition with high thermal conductivity and, at the same time, a low value of the dielectric loss tangent at 1 MHz.
Предпочтительно, композиция содержит наночастицы оксида кремния в количестве от 0 до 3 %мас.Preferably, the composition contains silicon oxide nanoparticles in an amount of 0 to 3% by weight.
Применение такого оксида кремния позволяет получать композицию с тиксотропной структурой и регулируемым временем восстановления структуры, что обеспечивает реализацию метода напыления.The use of such silicon oxide makes it possible to obtain a composition with a thixotropic structure and adjustable structure recovery time, which ensures the implementation of the spraying method.
Для достижения технического результата также предложен базовый материал печатных плат, представляющий собой слоистый материал, содержащий алюминиевую подложку с нанесенным на неё слоем заявленной композиции, который соединен со слоем медной фольги.In order to achieve the technical result, a base material for printed circuit boards is also proposed, which is a layered material containing an aluminum substrate with a layer of the claimed composition applied to it, which is connected to a layer of copper foil.
Для достижения технического результата также предложен способ изготовления базового материала печатных плат, включающий следующие стадии:To achieve the technical result, a method for manufacturing the base material of printed circuit boards is also proposed, which includes the following stages:
а) обезжиривание поверхности алюминиевой подложки;a) degreasing the surface of the aluminum substrate;
б) нанесение на обезжиренную поверхность алюминиевой подложки слоя теплорассеивающей адгезивной диэлектрической композиции по п.1;b) applying a layer of heat-dissipating adhesive dielectric composition according to paragraph 1 to the degreased surface of the aluminum substrate;
в) сушка слоя нанесенной теплорассеивающей адгезивной диэлектрической композиции по п.1 при температуре 25 - 125°С в течении 5-40 минут;c) drying the layer of applied heat-dissipating adhesive dielectric composition according to item 1 at a temperature of 25 - 125°C for 5-40 minutes;
г) нанесение слоя медной фольги на слой теплорассеивающей адгезивной диэлектрической композиции по п.1;d) applying a layer of copper foil to the layer of heat-dissipating adhesive dielectric composition according to paragraph 1;
д) горячее прессование в вакууме слоистого материала, полученного на этапе г) при удельном давлении 25-35 кгс/см2 в течение 60-90 минут при температуре не менее 180°С.d) hot pressing in a vacuum of the layered material obtained in stage d) at a specific pressure of 25-35 kgf/ cm2 for 60-90 minutes at a temperature of at least 180°C.
Предпочтительно, что горячее прессование на этапе д) проводят в техническом вакууме, при этом его уровень составляет 5-10кПа. Метод горячего прессования в вакууме обеспечивает повышение трекингостойкости и электрической прочности, за счет удаления остатков летучих в процессе полимеризации полимерной матрицы.It is preferable that hot pressing at stage d) is carried out in a technical vacuum, with its level being 5-10 kPa. The method of hot pressing in a vacuum provides an increase in tracking resistance and electrical strength, due to the removal of volatile residues during the polymerization of the polymer matrix.
Предпочтительно, что слой теплорассеивающей диэлектрической композиции на алюминиевую подложку наносят посредством распыления.Preferably, the layer of heat-dissipating dielectric composition is applied to the aluminum substrate by spraying.
Такой способ нанесения позволяет исключить стадию изготовления теплопроводящего диэлектрического слоя на промежуточной подложке, Увеличить адгезию слоя к металлическим основаниям вследствие более низкой вязкости системы и более эффективного смачивания поверхности подложек.This method of application allows eliminating the stage of manufacturing a heat-conducting dielectric layer on an intermediate substrate, increasing the adhesion of the layer to metal bases due to the lower viscosity of the system and more efficient wetting of the substrate surface.
Для достижения технического результата также предложен способ получения базового материала печатных плат, включающий следующие стадии:To achieve the technical result, a method for obtaining the base material of printed circuit boards is also proposed, which includes the following stages:
а) изготовление пленки посредством нанесения тонкого слоя теплорассеивающей диэлектрической композиции по п.1 на антиадгезионную поверхность с последующей сушкой при температуре 25 - 125°С в течении 5-40 минут;a) production of a film by applying a thin layer of heat-dissipating dielectric composition according to item 1 to an anti-adhesive surface, followed by drying at a temperature of 25 - 125°C for 5-40 minutes;
б) обезжиривание поверхности алюминиевой подложки;b) degreasing the surface of the aluminum substrate;
в) нанесение пленки полученной на стадии а) на поверхность алюминиевой подложки;c) applying the film obtained in stage a) to the surface of the aluminum substrate;
г) нанесение слоя медной фольги на пленку, полученную на стадии а) с получением слоистого материала;d) applying a layer of copper foil to the film obtained in stage a) to obtain a layered material;
д) горячее прессование в вакууме слоистого материала, полученного на этапе г) при удельном давлении 25-35 кгс/см2 в течение 60-90 минут при температуре не менее 180°С, при этом уровень технического вакуума составляет менее 5-10 кПа.d) hot pressing in a vacuum of the layered material obtained in stage d) at a specific pressure of 25-35 kgf/ cm2 for 60-90 minutes at a temperature of at least 180°C, while the technical vacuum level is less than 5-10 kPa.
Предпочтительно, что горячее прессование на этапе д) проводят в техническом вакууме, при этом его уровень составляет 5-10 кПа. Метод горячего прессования в вакууме обеспечивает повышение трекингостойкости и электрической прочности, за счет удаления остатков летучих в процессе полимеризации полимерной матрицы.It is preferable that hot pressing at stage d) is carried out in a technical vacuum, with its level being 5-10 kPa. The method of hot pressing in a vacuum provides an increase in tracking resistance and electrical strength, due to the removal of volatile residues during the polymerization of the polymer matrix.
Состав предлагаемой теплорассеивающей адгезивной диэлектрической композиции, представляет собой оптимальное сбалансированное количество используемых компонентов. При этом как состав композиции, так и способы получения базового материала печатных плат обеспечивают повышенную технологическую жизнеспособность композиции при повышенных температурах, а также способствует формированию базового материала печатных плат и изделий на его основе с повышенной теплопроводностью с одновременно низким значением тангенса угла диэлектрических потерь при 1 МГц и высоким показателем электрической прочности и трекингостойкости.The composition of the proposed heat-dissipating adhesive dielectric composition is an optimal balanced amount of the components used. At the same time, both the composition of the composition and the methods for obtaining the base material of printed circuit boards provide increased technological viability of the composition at elevated temperatures, and also contribute to the formation of the base material of printed circuit boards and products based on it with increased thermal conductivity with a simultaneously low value of the tangent of the angle of dielectric losses at 1 MHz and a high indicator of electrical strength and tracking resistance.
Полифункциональные эпоксидные олигомеры обеспечивают теплостойкость и прочность получаемому материалу, так как позволяют сформировать густосетчатую структуру полимерной матрицы.Polyfunctional epoxy oligomers provide heat resistance and strength to the resulting material, as they allow the formation of a densely meshed structure of the polymer matrix.
Эпоксидные диановые олигомеры обеспечивают получаемый материал превосходной стабильностью линейных размеров, химической стойкостью и термоустойчивостью.Epoxy diane oligomers provide the resulting material with excellent dimensional stability, chemical resistance and thermal stability.
В качестве наполнителя для теплорассеивающей адгезивной диэлектрической композиции выбран гексагональный нитрид бора (h-BN), так как он обеспечивает получаемый материал высокими значениями теплопроводности, высокими диэлектрическими характеристиками, а также высокой термической и химической стойкостью.Hexagonal boron nitride (h-BN) was selected as a filler for the heat-dissipating adhesive dielectric composition, since it provides the resulting material with high thermal conductivity values, high dielectric characteristics, as well as high thermal and chemical resistance.
Содержание наполнителя в композиции составляет 30-45% масс., что позволяет одновременно обеспечить высокую технологичность процесса изготовления материала, необходимые эксплуатационные характеристики (трекингостойскость) и повышенные теплофизические свойства.The filler content in the composition is 30-45% by weight, which allows for the simultaneous provision of high technological efficiency of the material manufacturing process, the necessary operational characteristics (tracking resistance) and improved thermal-physical properties.
Получение композиций и материалов на его основе с содержанием h-BN более 45% масс. нецелесообразно, так как с одной стороны это приводит к ухудшения эксплуатационных свойств (адгезия к металлу, влагопоглощение) из-за чрезвычайно низкой адгезии и относительно высокого влагопоглощения h-BN, а с другой стороны к ухудшению механических свойств из-за нарушения сплошности полимера между частицами наполнителя.Obtaining compositions and materials based on it with an h-BN content of more than 45% by weight is impractical, since on the one hand this leads to a deterioration in operational properties (adhesion to metal, moisture absorption) due to the extremely low adhesion and relatively high moisture absorption of h-BN, and on the other hand to a deterioration in mechanical properties due to a violation of the continuity of the polymer between the filler particles.
Для создания теплорассеивающей адгезивной диэлектрической композиции в качестве эпоксидных полифункциональных олигомеров используют эпоксидные олигомеры на основе N,N’- тетраглицидил-4,4’-диаминодифенилметан, например эпоксидную смолу марки Araldite MY720, Araldite MY 721, Araldite MY9512 (производитель Huntsman Advanced Materials), ELM434 (производитель Sumitomo Chemical Co., Ltd.),To create a heat-dissipating adhesive dielectric composition, epoxy oligomers based on N,N’-tetraglycidyl-4,4’-diaminodiphenylmethane are used as epoxy polyfunctional oligomers, for example, epoxy resin of the Araldite MY720, Araldite MY 721, Araldite MY9512 (manufacturer Huntsman Advanced Materials), ELM434 (manufacturer Sumitomo Chemical Co., Ltd.) brand.
на основе аминофенола Araldite MY 0500 (производитель Huntsman Advanced Materials), jER630 (производства Mitsubishi Chemical Corporation), Sumiepoxy ELM120 и Sumiepoxy ELM100 (производства Sumitomo Chemical Company, Limited).based on aminophenol Araldite MY 0500 (manufactured by Huntsman Advanced Materials), jER630 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), Sumiepoxy ELM120 and Sumiepoxy ELM100 (manufactured by Sumitomo Chemical Company, Limited).
Модификатор представляет собой частицы каучука, распределенные в эпоксидном олигомере в виде частиц типа «ядро-оболочка» материал с наименованием «Модификатор М-1» (производство ООО «НИЦ «СПМ») The modifier is rubber particles distributed in an epoxy oligomer in the form of core-shell particles, a material called Modifier M-1 (manufactured by SPM Research Center LLC)
Гексагональный нитрид бора марки H-BN-A (производитель Tanyun Aerospace Materials (Yingkou) Technology Co., Ltd.), Therm-BN-A (производитель Suzhou Nutpool Materials Technology Co., Ltd), h-BN ТУ 2112-003-49534204-2002 (производитель АО «УНИХИМ»)Hexagonal boron nitride grade H-BN-A (manufacturer Tanyun Aerospace Materials (Yingkou) Technology Co., Ltd.), Therm-BN-A (manufacturer Suzhou Nutpool Materials Technology Co., Ltd), h-BN TU 2112-003-49534204-2002 (manufacturer JSC UNIHIM)
Поверхностно-модифициварованный гексагональный нитрид бора марки SM-BN (производитель Suzhou Nutpool Materials Technology Co., Ltd).Surface-modified hexagonal boron nitride grade SM-BN (manufacturer Suzhou Nutpool Materials Technology Co., Ltd).
Примеры осуществления.Examples of implementation.
Приготовление заявленной теплорассеивающей адгезивной диэлектрической композиции.Preparation of the claimed heat-dissipating adhesive dielectric composition.
Пример 1 (табл.1). Для получения композиции использовали эпоксидный полифункциональный олигомер марки (Araldite MY720), в качестве модификатора «Модификатор М-1», в качестве гексагонального нитрида бора применяли h-BN ТУ 2112-003-49534204-2002 со средним размером частиц 3-10 мкм, в качестве латентной отверждающей системы применялся дициандиамид, растворенный в диметилформамиде. Example 1 (Table 1). To obtain the composition, an epoxy polyfunctional oligomer of the brand (Araldite MY720) was used, as a modifier "Modifier M-1", h-BN TU 2112-003-49534204-2002 with an average particle size of 3-10 μm was used as hexagonal boron nitride, dicyandiamide dissolved in dimethylformamide was used as a latent curing system.
В чистый и сухой реактор со сливным штуцером, снабженный мешалкой для смешивания исходных веществ, загрузили полифункциональный эпоксидный олигомер в количестве 29 мас.%, модификатор в количестве 12,5 мас.%, латентную отверждающую систему в количестве 13,5 мас.%, нитрид бора в количестве 45 мас.%. Смешение производилось посредством верхнеприводной мешалки (IKA MINISTAR 40 control) с окружной скоростью 250 об/мин в течение 40 минут при температуре 24-25°С.A polyfunctional epoxy oligomer in an amount of 29 wt.%, a modifier in an amount of 12.5 wt.%, a latent curing system in an amount of 13.5 wt.%, and boron nitride in an amount of 45 wt.% were loaded into a clean and dry reactor with a drain nozzle, equipped with a stirrer for mixing the starting materials. Mixing was carried out using an overhead stirrer (IKA MINISTAR 40 control) at a peripheral speed of 250 rpm for 40 minutes at a temperature of 24-25°C.
Примеры 2-13 (табл.1).Examples 2-13 (Table 1).
Изготовление теплорассеивающей адгезивной диэлектрической композиции выполняли аналогично примеру 1, но с другими компонентами и при соотношениях, приведенных в таблице 1.The production of the heat-dissipating adhesive dielectric composition was carried out similarly to Example 1, but with other components and in the ratios given in Table 1.
Примеры 14, 16, 18-22, 25 (табл. 2). Изготовление базового материала печатных плат, с нанесением композиции распылением и нанесением композиции в виде пленки и последующим горячим прессованием.Examples 14, 16, 18-22, 25 (Table 2). Manufacturing of base material for printed circuit boards, with application of composition by spraying and application of composition in the form of a film and subsequent hot pressing.
Поверхность алюминиевой подложки обработали спиртом и сжатым воздухом для обезжиривания и удаления загрязнений с целью улучшения адгезии. Композиции, полученные в примерах 1-13 нанесли на поверхность подготовленной подложки при помощи краскораспылителя при рабочем давлении 2 бар. При проходе краскопульт перемещался плавно и равномерно на постоянном расстоянии 15-20см от поверхности и перпендикулярно ей. Затем сушили нанесенный слой теплорассеивающей адгезивной диэлектрической композиции полученной в примерах 1- 13 при температуре 25 °С в течении 40 минут и затем на высушенный слой теплорассеивающей адгезивной диэлектрической композиции нанесли слой медной фольги. Полученный базовый материал прессовали при удельном давлении 25-35 кгс/см2 в течение 60-90 минут при температуре 180°С.The surface of the aluminum substrate was treated with alcohol and compressed air for degreasing and removing contaminants in order to improve adhesion. The compositions obtained in examples 1-13 were applied to the surface of the prepared substrate using a spray gun at an operating pressure of 2 bar. During the pass, the spray gun moved smoothly and evenly at a constant distance of 15-20 cm from the surface and perpendicular to it. Then the applied layer of the heat-dissipating adhesive dielectric composition obtained in examples 1-13 was dried at a temperature of 25 °C for 40 minutes, and then a layer of copper foil was applied to the dried layer of the heat-dissipating adhesive dielectric composition. The resulting base material was pressed at a specific pressure of 25-35 kgf/ cm2 for 60-90 minutes at a temperature of 180 °C.
Для изготовления базового материала печатных плат, предварительно изготовили пленку посредством нанесения тонкого слоя теплорассеивающей диэлектрической композиции, полученной как раскрыто в примерах 1-13 на антиадгезионную поверхность при помощи ракельного ножа. To produce the base material of the printed circuit boards, a film was preliminarily produced by applying a thin layer of the heat-dissipating dielectric composition obtained as disclosed in Examples 1-13 to the anti-adhesive surface using a doctor blade.
Затем высушили при температуре 110°С в течение 5 минут в проходной сушильной камере. Then dried at 110°C for 5 minutes in a continuous drying chamber.
Поверхность алюминиевой подложки обработали спиртом и сжатым воздухом для обезжиривания и удаления загрязнений с целью улучшения адгезии. Затем на алюминиевую подложку выложили предварительно полученную пленку из теплорассеивающей адгезивной диэлектрической композиции и удалили антиадгезионную подложку. Затем на слой теплорассеивающей адгезивной диэлектрической композиции нанесли слой медной фольги. Полученный базовый материал прессовали при удельном давлении 25-35 кгс/см2 в течение 60-90 минут при температуре 180°С.The surface of the aluminum substrate was treated with alcohol and compressed air to degrease and remove contaminants in order to improve adhesion. Then, a pre-obtained film of heat-dissipating adhesive dielectric composition was laid on the aluminum substrate and the anti-adhesive substrate was removed. Then, a layer of copper foil was applied to the layer of heat-dissipating adhesive dielectric composition. The resulting base material was pressed at a specific pressure of 25-35 kgf/ cm2 for 60-90 minutes at a temperature of 180°C.
Составы заявленной теплорассеивающего адгезивного диэлектрической композиции приведены в таблице 1. Свойства теплорассеивающего адгезивного диэлектрического композиционного материала приведены в таблице 2. Изобретение не ограничивается приведенными примерами.The compositions of the claimed heat-dissipating adhesive dielectric composition are given in Table 1. The properties of the heat-dissipating adhesive dielectric composite material are given in Table 2. The invention is not limited to the examples given.
Примеры 15, 17, 23, 24, 26 (табл. 2). Изготовление базового материала печатных плат, с нанесением композиции распылением и нанесением композиции в виде пленки и последующим горячим прессованием в техническом вакууме.Examples 15, 17, 23, 24, 26 (Table 2). Manufacturing of base material for printed circuit boards, with application of composition by spraying and application of composition in the form of a film and subsequent hot pressing in a technical vacuum.
Изготовление базового материала печатных плат как раскрыто в примере 14, полученный базовый материал прессовали при удельном давлении 25-35 кгс/см2 в течение 60-90 минут при температуре 180°С в среде технического вакуума (5-10 кПа).The production of the base material of printed circuit boards as disclosed in Example 14, the obtained base material was pressed at a specific pressure of 25-35 kgf/ cm2 for 60-90 minutes at a temperature of 180°C in a technical vacuum environment (5-10 kPa).
Таблица 1. Состав теплорассеивающей адгезивной диэлектрической композиции.Table 1. Composition of heat-dissipating adhesive dielectric composition.
Таблица 2. Свойства базового материала печатных плат, изготовленного на основе теплорассеивающей адгезивной диэлектрической композиции.Table 2. Properties of the base material of printed circuit boards made on the basis of heat-dissipating adhesive dielectric composition.
пленка на подложке, горячее прессование без вакуумаSpraying and
film on substrate, hot pressing without vacuum
Из представленных данных видно, что полученный материал обладает высокой теплопроводностью с одновременно низким значением тангенса угла диэлектрических потерь при 1 МГц. Кроме того, полученный базовый материал обладает прекрасной адгезией к металлическим поверхностям, в частности, к алюминиевым и медным. При этом предложенная композиция позволяет получать теплопроводный слой между охлаждаемой поверхностью и отводящим тепло устройством методом не только методом пленочного формования, но и посредством напыления, что расширяет возможность применения композиции на деталях нестандартной формы. В свою очередь метод горячего прессования в вакууме обеспечивает повышение требуемых эксплуатационных показателей печатных плат на алюминиевой основе, таких как трекингостойкость и электрическая прочность, за счет удаления остатков летучих в процессе полимеризации полимерной матрицы.The presented data show that the obtained material has high thermal conductivity with a simultaneously low value of the dielectric loss tangent at 1 MHz. In addition, the obtained base material has excellent adhesion to metal surfaces, in particular, to aluminum and copper. At the same time, the proposed composition allows obtaining a heat-conducting layer between the cooled surface and the heat-dissipating device not only by film molding, but also by spraying, which expands the possibility of using the composition on non-standard shaped parts. In turn, the method of hot pressing in a vacuum ensures an increase in the required performance indicators of printed circuit boards on an aluminum base, such as tracking resistance and electrical strength, due to the removal of volatile residues during the polymerization of the polymer matrix.
Claims (23)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2845451C1 true RU2845451C1 (en) | 2025-08-19 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5418689A (en) * | 1993-02-01 | 1995-05-23 | International Business Machines Corporation | Printed circuit board or card for direct chip attachment and fabrication thereof |
| JPH11323162A (en) * | 1998-03-19 | 1999-11-26 | Hitachi Ltd | Insulating composition |
| JP2010185051A (en) * | 2009-02-13 | 2010-08-26 | Omron Corp | Resin composition and adhesive for dielectric adhesion |
| RU2744986C1 (en) * | 2017-04-07 | 2021-03-17 | Ппг Индастриз Огайо, Инк. | Coating compositions, dielectric coatings formed from them, and methods for obtaining dielectric coatings |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5418689A (en) * | 1993-02-01 | 1995-05-23 | International Business Machines Corporation | Printed circuit board or card for direct chip attachment and fabrication thereof |
| JPH11323162A (en) * | 1998-03-19 | 1999-11-26 | Hitachi Ltd | Insulating composition |
| JP2010185051A (en) * | 2009-02-13 | 2010-08-26 | Omron Corp | Resin composition and adhesive for dielectric adhesion |
| RU2744986C1 (en) * | 2017-04-07 | 2021-03-17 | Ппг Индастриз Огайо, Инк. | Coating compositions, dielectric coatings formed from them, and methods for obtaining dielectric coatings |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI572635B (en) | Curable resin composition, method for producing the same, high thermal conductivity resin composition, and high thermal conductivity laminated substrate | |
| TWI499642B (en) | A polyimide resin composition and a heat-conductive film thereof | |
| CN100564423C (en) | epoxy resin composition | |
| EP3121210A1 (en) | Resin composition, resin sheet, resin sheet cured product, resin sheet laminate, resin sheet laminate cured product and method for producing same, semiconductor device, and led device. | |
| KR101784148B1 (en) | Thermal conductive epoxy composites, preparation method thereof and thermal conductive adhesives | |
| KR101829195B1 (en) | Method of manufacturing metal-base substrate and method of manufacturing circuit board | |
| TWI824032B (en) | Resin compositions, composite molded articles, semiconductor elements and resin cured products | |
| JP6594799B2 (en) | Thermally conductive adhesive composition, thermal conductive adhesive sheet and method for producing laminate | |
| CN112313279A (en) | Liquid composition, laminate, heat exchanger, and method for producing corrosion-resistant coating film | |
| KR20230010621A (en) | Method for producing a laminate having a layer containing a thermally meltable tetrafluoroethylene-based polymer | |
| RU2845451C1 (en) | Heat-dissipating adhesive dielectric composition, base material of printed circuit boards based thereon and method of manufacturing base material of printed circuit boards on aluminium base (versions) | |
| JP2021091783A (en) | Composition, cured product, multilayer sheet, heat dissipation component, and electronic component | |
| CN101415295A (en) | Graphite-based novel electronic circuit board and preparation technique thereof | |
| JP7752918B2 (en) | Curable resin composition for bonding film, bonding film and printed wiring board | |
| CN115404001A (en) | Corrosion-resistant film with high emissivity and high thermal conductivity and its preparation method and application | |
| JP7718548B2 (en) | Diester Compounds | |
| JP2021091784A (en) | Composition, multilayer sheet, heat dissipation component, and electronic component | |
| JP5712488B2 (en) | Insulating resin film and laminated board and wiring board using the same | |
| DE112016003327T5 (en) | Substrate for voltage module, circuit board for voltage module and voltage module | |
| JP7706849B2 (en) | Curable resin composition, semiconductor encapsulant, adhesive, adhesive film, prepreg, interlayer insulating material, and printed wiring board | |
| JP2020102556A (en) | Laminates, electronic components, and inverters | |
| WO2023190863A1 (en) | Insulative sheet, laminate, and semiconductor device | |
| CN117336944A (en) | A high heat dissipation graphene ceramic copper plate and its preparation method | |
| JP2023153031A (en) | Insulating sheets, laminates, and semiconductor devices | |
| JP2024002673A (en) | Curable resin compositions, semiconductor encapsulants, adhesives, adhesive films, prepregs, interlayer insulation materials, and printed wiring boards |