一种高导热绝缘铝基板的制作方法

摘要

本发明提供了一种高导热绝缘铝基板的制作方法。制作方法包括下列步骤：步骤A：对铝板进行预处理；步骤B：向预处理后的所述铝板的表面喷涂散热涂料；所述散热涂料主要由以下成分制成：按重量计，含甲氧基的有机硅树脂50‑75份，填料24‑43份，偶联剂1‑3份；所述填料为氧化铝，或者氧化钙、氧化锆、氧化镁、云母中的一种或多种与氧化铝的组合；步骤C：在所述喷涂之后进行烧结，得到产品。本发明的高导热绝缘铝基板具有高导热系数、绝缘性优越、耐高温低温、耐化学腐蚀、与其它材料匹配性好等诸多优点。

权利要求

1.一种高导热绝缘铝基板的制作方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤A：对铝板进行预处理；

步骤B：向预处理后的所述铝板的表面喷涂散热涂料；所述散热涂料主要由以下成分制成：按重量计，含甲氧基的有机硅树脂50-75份，填料24-43份，偶联剂1-3份；所述填料为氧化铝，或者氧化钙、氧化锆、氧化镁、云母中的一种或多种与氧化铝的组合；所述含甲氧基的有机硅树脂为东莞市俊怡化工科技有限公司生产的JY7200-20产品；

步骤C：在所述喷涂之后进行烧结，得到产品。

2.根据权利要求1所述的高导热绝缘铝基板的制作方法，其特征在于，所述散热涂料主要由以下成分制成：按重量计，含甲氧基的有机硅树脂50-75份，氧化铝19-30份、氧化钙3-7份、氧化镁1-3份，云母1-3份，偶联剂1-3份。

3.根据权利要求1所述的高导热绝缘铝基板的制作方法，其特征在于，所述偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷。

4.根据权利要求1所述的高导热绝缘铝基板的制作方法，其特征在于，所述烧结的方法为：在300℃以下至多烧结1h。

5.根据权利要求1所述的高导热绝缘铝基板的制作方法，其特征在于，所述步骤B中，喷涂的方法为：先将二甲苯为溶剂调配所述散热涂料，再进行喷涂。

6.根据权利要求5所述的高导热绝缘铝基板的制作方法，其特征在于，所述涂料的喷涂厚度为30-50μm。

7.根据权利要求1所述的高导热绝缘铝基板的制作方法，其特征在于，所述预处理的方法为：依次经过酸洗、水洗和烘烤。

8.根据权利要求1所述的高导热绝缘铝基板的制作方法，其特征在于，所述氧化铝的粒度大小为1-3μm，纯度为99％以上。

9.根据权利要求1所述的高导热绝缘铝基板的制作方法，其特征在于，所述云母纯度为

99％以上。

10.根据权利要求1所述的高导热绝缘铝基板的制作方法，其特征在于，所述氧化钙纯度为95％以上。

说明书

一种高导热绝缘铝基板的制作方法

技术领域

[0001] 本发明涉及导热绝缘铝基板领域，具体而言，涉及一种高导热绝缘铝基板的制作方法。

背景技术

[0002] 导热绝缘铝基板在LED灯的应用领域具有非常广阔的市场。这种铝基板起防止漏电和散发热量的作用，因此需要具备较高的击穿电压以及较高的导热系数，在防止漏电的条件下将多余的热量散发出去，延长LED灯或者其他元器件的使用寿命。

[0003] 现有方法制作出的导热绝缘铝基板往往只能在部分参数上达标，例如具备了较好的击穿电压，导热系数却非常低下；或者具备了较高的导热系数，击穿电压却非常低下。

[0004] 有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种高导热绝缘铝基板的制作方法，所述的制作方法所用的涂料导热系数和击穿电压都较高，因此制作的铝基板绝缘效果和散热性高。

[0006] 为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

[0007] 一种高导热绝缘铝基板的制作方法，包括下列步骤：

[0008] 步骤A：对铝板进行预处理；

[0009] 步骤B：向预处理后的所述铝板的表面喷涂散热涂料；所述散热涂料主要由以下成分组成：按重量计，含甲氧基的有机硅树脂50-75份，填料24-43份，偶联剂1-3份；所述填料为氧化铝，或者氧化钙、氧化钙、氧化镁、云母中的一种或多种与氧化铝的组合；

[0010] 步骤C：在所述喷涂之后进行烧结，得到产品。

[0011] 由于上述制作方法所用的散热涂料具有较高的导热系数和击穿电压，因此制成的铝基板绝缘性强，导热性高。

[0012] 具体地，散热涂料是以含甲氧基的有机硅树脂为粘合剂，并选用特定的比例将填料与偶联剂粘结在一起而形成，其具有高导热系数、绝缘性优越、附着力好、耐高温低温、耐化学腐蚀等特点，且与其它材料匹配性好。其中填料不仅起填充效果，而且可以提高涂料的绝缘性，偶联剂可以提高涂料的分散程度，从而提高其散热性。

[0013] 经验证，上述高导热绝缘铝基板的导热系数可以达到15W/m·K以上，击穿电压可达到2-4.2kV，剥离强度可以达到1.8N/mm以上。可见，将该铝基板用于LED灯具，可以延长LED灯的使用寿命，提高安全性。

[0014] 另外，与传统的铝基板制作方法相比，上述制作方法仅含喷涂和烧结两道主要工序，省去了蚀刻、去膜、水洗等工序，具有工艺更简单高效，影响因素少，质量更容易控制等优点。

[0015] 优选地，所述散热涂料主要由以下成分制成：按重量计，含甲氧基的有机硅树脂50-75份，氧化铝19-30份、氧化钙3-7份、氧化镁1-3份，云母1-3份，偶联剂1-3份。

[0016] 采用以上涂料的基板的绝缘效果和散热性更优异，其导热系数可以达到18W/m·K以上，击穿电压可达到4.2kV以上。

[0017] 优选地，所述偶联剂为γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷)。

[0018] 该偶联剂是具有氨基、环氧基的氧基硅烷，与含甲氧基的有机硅树脂的匹配性高；而采用其他偶联剂会或多或少破坏含甲氧基的有机硅树脂的化学结构，降低涂料的粘性，导致基板结构不稳定。

[0019] 优选地，所述烧结的方法为：在300℃以下至多烧结1h。

[0020] 高于300℃或者时间过长会破坏涂料层的物理结构，出现裂纹、凹凸不平等问题。

[0021] 优选地，所述步骤B中，喷涂的方法为：先将二甲苯为溶剂调配所述散热涂料，再进行喷涂；二甲苯对涂料的溶解度高，且沸点低，易挥发，可以顺利使涂料附着在铝板的表面。在实际喷涂过程中，要保证浓度既不损坏机器，不在机器中凝固，也不能过稀导致涂层烧结后出现裂纹等问题。

[0022] 优选地，涂料的喷涂厚度为30-50μm；厚度过大不利于控制成本，过小时散热效率低。

[0023] 优选地，所述预处理的方法为：依次经过酸洗、水洗和烘烤。

[0024] 预处理品质的好坏直接影响涂层附着力以及复合板外观的好坏，所以预处理是非常重要的一道工序。酸洗能够将铝板表面污垢、吸附层去除，此工序可视铝板表面情况而定，水洗是将铝板表面残余酸洗去，烘烤除去铝板表面水分。

[0025] 优选地，所述氧化铝的粒度大小为1-3μm，纯度为99％以上；不同纯度、不同粒径的氧化铝对涂料的性能有着不同影响。纯度越高，涂料的稳定性也就越好。合理粒径的氧化铝绝缘性能和填充效果更佳，优选采用1-3μm的氧化铝。基于上述理由，所述云母纯度优选为99％以上；所述氧化钙纯度优选为95％以上。

[0026] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：

[0027] (1)显著提高了铝基板的绝缘性和散热性，同时改善了铝基板的其它性能，例如：固化性、耐高温低温、耐化学腐蚀、热稳定性、与其它材料的匹配性等。

[0028] (2)制作方法具有工艺更简单高效，影响因素少，质量更容易控制等优点。

具体实施方式

[0029] 下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

[0030] 实施例1：

[0031] 按照质量百分数的配比，取含甲氧基的有机硅树脂58.9％，氧化铝28.9％，氧化钙7％，氧化镁2.2％，γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2％，云母1％。

[0032] 将以上原料混合并在球磨机中搅拌均匀，研磨一个小时，停止研磨并封存。

[0033] 以二甲苯为溶剂，使用喷枪将此涂料均匀喷涂在1系铝板表面，厚度为1μm，在230℃下烧结1h成型。

[0034] 实施例2：

[0035] 按照质量百分数的配比，取含甲氧基的有机硅树脂58.9％，氧化铝28.9％，氧化钙7％，氧化镁2.2％，γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2％，云母1％。

[0036] 将以上原料混合并在球磨机中搅拌均匀，研磨一个小时，停止研磨，得到涂料。

[0037] 以二甲苯为溶剂，使用喷枪将此涂料均匀喷涂在3系铝板表面，厚度为3μm，在230℃下烧结1h成型。

[0038] 实施例3：

[0039] 按照质量百分数的配比，取含甲氧基的有机硅树脂65.5％，氧化铝22.7％，氧化钙6.6％，氧化镁2.2％，γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2％，云母1％。

[0040] 将以上原料混合并在球磨机中搅拌均匀，研磨一个小时，停止研磨，将得到的涂料封存。

[0041] 以二甲苯为溶剂，使用喷枪将此涂料均匀喷涂在5系铝板表面，厚度为2μm，在230℃下烧结1h成型。

[0042] 实施例4：

[0043] 按照质量百分数的配比，取含甲氧基的有机硅树脂74.1％，氧化铝13.7％，氧化钙7％，氧化镁2.2％，γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2％，云母1％。

[0044] 将以上原料混合并在球磨机中搅拌均匀，研磨一个小时，停止研磨并封存。

[0045] 以二甲苯为溶剂，使用喷枪将此涂料均匀喷涂在6系铝板表面，厚度为2μm，在230℃下烧结1h成型。

[0046] 测试上述实施例1-4基板上涂料层的性能，结果如表1所示。

[0047] 表中附着力测试按照《GB/T9286-1998》的标准测定；

[0048] 表中二次附着力测试按照《GB/T9286-1998》的标准测定；

[0049] 表中铅笔硬度测试按照《GB/T6739-1996》的标准测定；

[0050] 表中高温测试测试按照《GB/T2423.33-2002》的标准测定；

[0051] 表中耐温水性实验测试按照《GB/T1733-1993》的标准测定；

[0052] 表中冷热循环试验测试按照《CNCIA-HG/T 0004-2012》的标准测定；

[0053] 表中耐药品实验测试按照《GB/T3857-1987》的标准测定；

[0054] 表中耐溶剂性实验测试按照《GB/T23989-2009》的标准测定；

[0055] 表中耐磨耗性实验测试按照《GB/T12721-2007》的标准测定；

[0056] 表中耐候性实验测试按照《GB/T9276-1996》的标准测定；

[0057] 表中耐盐雾性实验测试按照《GB/T2423.17-1993》的标准测定；

[0058] 表中耐碱性实验测试按照《GB/T5556-2003》的标准测定；

[0059] 表中耐酸性实验测试按照《GB/T5555-2003》的标准测定；

[0060] 表中撞击实验测试按照《GB/T5095.5-1997》的标准测定；

[0061] 表中绝缘性实验测试按照《GB/T8754-2006》的标准测定；

[0062] 表中贴片粘着力实验测试按照《IOS4624:2002》的标准测定；

[0063] 表中导热系数测试按照《GB/T 10297-1998》的标准测定。

[0064] 表1实施例1-4基板上涂料层的性能测试结果

[0065]

[0066]

[0067]

[0068] 实施例5

[0069] 按照质量百分数的配比，称取含甲氧基的有机硅树脂58.9％，氧化铝28.9％，氧化钙7％，氧化镁2.2％，γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(即硅烷偶联剂kh560)2％，云母1％。

[0070] 将以上所有原料混合并在球磨机中搅拌均匀，研磨一个小时，停止研磨并封存。由此可得到散热涂料。

[0071] 以二甲苯为溶剂，使用喷枪将此涂料均匀喷涂在经阳极处理过的铝板表面，厚度为2μm，在230℃下烧结1h成型，测试性能，结果如表2所示。

[0072] 表2实施例5提供的铝基板的性能测试结果

[0073]

[0074]

[0075] 实施例6

[0076] 按照质量百分数的配比，称取含甲氧基的有机硅树脂65.5％，氧化铝22.7％，氧化钙6.6％，氧化镁2.2％，γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷2％，云母1％。

[0077] 将以上所有原料混合并在球磨机中搅拌均匀，研磨一个小时，停止研磨并封存。由此可得到散热涂料。

[0078] 以二甲苯为溶剂，使用喷枪将此涂料均匀喷涂在5系铝板表面，厚度为2μm，在230℃下烧结1h成型，测试性能，结果如表3所示。

[0079] 表3实施例6提供的铝基板的性能测试结果

[0080]

[0081]

[0082] 实施例7

[0083] 按照质量百分数的配比，取含甲氧基的有机硅树脂50g，氧化铝19g，氧化钙3g，氧化镁1g，γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷1g，云母1g。

[0084] 将以上原料混合并在球磨机中搅拌均匀，研磨一个小时，停止研磨并封存。

[0085] 以二甲苯为溶剂，使用喷枪将此涂料均匀喷涂在1系铝板表面，厚度为1μm，在250℃下烧结1h成型。

[0086] 实施例8

[0087] 按照质量百分数的配比，取含甲氧基的有机硅树脂75g，氧化铝30g，氧化钙7g，氧化镁3g，γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷3g，云母3g。

[0088] 将以上原料混合并在球磨机中搅拌均匀，研磨一个小时，停止研磨并封存。

[0089] 以二甲苯为溶剂，使用喷枪将此涂料均匀喷涂在1系铝板表面，厚度为1μm，在300℃下烧结1h成型。

[0090] 实施例1-8中的含甲氧基的有机硅树脂均为东莞市俊怡化工科技有限公司生产的JY7200-20产品。

[0091] 尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。