CN101287335A - 高导热电路基板 - Google Patents

高导热电路基板 Download PDF

Info

Publication number
CN101287335A
CN101287335A CNA2007100958824A CN200710095882A CN101287335A CN 101287335 A CN101287335 A CN 101287335A CN A2007100958824 A CNA2007100958824 A CN A2007100958824A CN 200710095882 A CN200710095882 A CN 200710095882A CN 101287335 A CN101287335 A CN 101287335A
Authority
CN
China
Prior art keywords
base board
highly heat
circuit base
heat conductive
conductive circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2007100958824A
Other languages
English (en)
Inventor
黄续镡
周钟霖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HUANYU VACUUM SCIENCE AND Technology Co Ltd
Cosmos Vacuum Technology Corp
Original Assignee
HUANYU VACUUM SCIENCE AND Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HUANYU VACUUM SCIENCE AND Technology Co Ltd filed Critical HUANYU VACUUM SCIENCE AND Technology Co Ltd
Priority to CNA2007100958824A priority Critical patent/CN101287335A/zh
Priority to PCT/CN2008/000732 priority patent/WO2008125009A1/zh
Publication of CN101287335A publication Critical patent/CN101287335A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/05—Insulated conductive substrates, e.g. insulated metal substrate
    • H05K1/053—Insulated conductive substrates, e.g. insulated metal substrate the metal substrate being covered by an inorganic insulating layer
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/03—Metal processing
    • H05K2203/0315—Oxidising metal
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/38—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal
    • H05K3/388—Improvement of the adhesion between the insulating substrate and the metal by the use of a metallic or inorganic thin film adhesion layer

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)

Abstract

本发明涉及一种高导热电路基板，其包含：一金属基板；一绝缘层，形成于金属基板表面；至少一第一介层，形成于绝缘层表面；一导电层，形成于第一介层表面。本发明能够克服绝缘层与导电层的物理特性差异过大的情形，提高绝缘层与导电层的附着力，强化绝缘层与导电层之间的结构，提高结构强度的特色。

Description

高导热电路基板
技术领域
本发明与电路基板有关，特别是关于一种高导热电路基板。
背景技术
如图1、图2所示，为国内公开号第200520670号专利案「整合性散热基板之结构及其制作方法」，其包含以下步骤：a)提供一金属基板1；b)利用一阳极微弧技术(Micro Arc Oxidation；MAO)在金属基板1上形成一可供热传导的金属氧化物绝缘层2；c)利用一真空镀膜在氧化铝绝缘层2上披覆一具有预定图案的金属膜3，以界定多条金属导线并制作，以制成一整合性散热基板4。由此，该专利案通过金属基板1的散热效果及金属氧化物绝缘层2可以提供电性绝缘效果，再利用金属膜3可导电的特性进行电路布局(如图2所示)，以达到整合散热性以及电路布局的目的。
然而，该专利案是将金属氧化物绝缘层2直接形成金属膜(Cu)3，由于金属氧化物绝缘层2以及金属膜(Cu)3的物理特性差异较大(例如：膨胀系数)，又由于金属氧化物绝缘层2与金属膜(Cu)3属于先高温加工再进行低温冷却的加工程序，使得整合性散热基板4容易因为应力关系造成板面翘曲的现象，特别是大尺寸的散热基板，翘曲现象更为明显。同时，金属膜(Cu)3直接成型于金属氧化物绝缘层2上的附着强度也会较差，具有容易发生剥离的情形的缺点，也就是剥离强度(PeelStrength)较低。
另外，以电路的导电性而言，导电层的厚度至少需要在13μm以上，而对一般功率较高的电路导电性来看，导电层的厚度应该在20μm以上为最佳，然而上述专利案以真空镀膜方式形成金属膜Cu(3)的厚度最多约为9μm，超过9μm就会有剥离的问题产生，相比之下存在导电层过薄的问题，具有导电性不好的缺点。另外，以真空镀膜方式形成导电膜的方式，其制成速度较慢，具有工时较长的缺点，换言之，以真空镀膜方式形成导电膜的方式，具有导电性不好及工时较长的缺点。
其次，此种基板为利用微弧氧化阳极处理(MicroArc Oxidation；MAO)形成金属氧化物绝缘层2，由于其形成的Al2O3的结晶结构属于重叠状结晶而不是规则性的柱状排列，因此热传导率仍不好有待改善。
综上所述，习用电路基板具有上述缺点仍有待改进。
发明内容
针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种高导热电路基板，其运用一第一介层作为缓冲接口，具有提高结构强度的特色。
本发明的次一目的在于提供一种高导热电路基板，其可以提供不同的绝缘层型态，进一步提高该绝缘层的结晶排列的规则性，增加散热效果，具有较好的导热效果。
为达到上述目的，本发明所提供的一种高导热电路基板，其特征在于包含：一金属基板；一绝缘层，形成于所述金属基板表面；至少一第一介层，形成于所述绝缘层表面；一导电层，形成于所述第一介层表面。
上述本发明的技术方案中，所述金属基板为选自铝、镁、钛以及其合金所构成族群中的其中一种。
上述本发明的技术方案中，所述绝缘层以电化学激化阳极处理形成，利用草酸(H2C2O4)为工作溶液，预定工作电压为260～400Volts，预定工作电流为2～5A/dm2。
上述本发明的技术方案中，所述绝缘层为所述金属基板表面的化合物。
上述本发明的技术方案中，所述第一介层为镁、铝、钛、钒、铬、镍、锆、钼、钨以及其化合物。
上述本发明的技术方案中，所述第一介层为氧化钛。
上述本发明的技术方案中，所述导电层为选自铝、钴、镍、铜、锌、银、锡、铂以及金其中之一。
上述本发明的技术方案中，所述导电层区分为至少一导电介层以及一导电主层，所述导电介层形成于所述第一介层表面，所述导电主层形成于所述导电介层表面。
上述本发明的技术方案中，所述导电介层的厚度在1μm以下。
上述本发明的技术方案中，所述导电主层的厚度在13μm以上。
上述本发明的技术方案中，所述绝缘层为所述金属基板的金属的氮化物。
上述本发明的技术方案中，所述绝缘层为所述金属基板的金属的氮氧化合物。
上述本发明的技术方案中，所述绝缘层为所述金属基板的金属的氧化物。
上述本发明的技术方案中，所述导电层及所述第一介层以预定图样形成。
上述本发明的技术方案中，所述导电层以预定图样形成。
采用上述技术方案，本发明运用一第一介层作为缓冲接口，能够克服绝缘层与导电层的物理特性差异过大的情形，提高绝缘层与导电层的附着力，相比于习用技术，能够强化绝缘层与导电层之间的结构，具有提高结构强度的特色。而且，本发明的整体散热基板，还具有较好的导热效果。
附图说明
图1是习用电路基板的结构示意图(一)；
图2是习用电路基板的结构示意图(二)；
图3是本发明制法第一较佳实施例的结构示意图；
图4是图3中A的局部放大图；
图5是本发明制法第二较佳实施例的结构示意图。
具体实施方式
现举以下实施例并结合附图对本发明的结构、特征及功效进行详细说明。
如图3、图4所示，为本发明第一较佳实施例提供的一种高导热电路基板10，包含有一金属基板20、一绝缘层30、一第一介层40以及一导电层50。
金属基板20为选自铝(Al)、镁(Mg)、钛(Ti)以及其合金所构成族群中的其中一种，本实施例中，金属基板20以铝为例。
绝缘层30形成于金属基板20表面，为该金属的化合物，本实施例中为该金属的氧化物，绝缘层30以阳极处理形成，在此，阳极处理的方式可为一般习用的微弧氧化阳极处理(micro arc oxidation anodizing；MAO anodizing)、电浆电解氧化(Plasma Electrolytic Oxidation；PEO)，但为使本发明的氧化层(Al2O3)热传导率较好，本实施例选用发明人研发的电化学激化阳极处理(electric-chemical colloid oxidationanodizing；ECCO anodizing)方式，其特点在于利用草酸(H2C2O4)为工作溶液，预定工作电压为260～400Volts，预定工作电流为2～5A/dm2，使得氧化铝绝缘层20多孔的柱状结晶，排列的规则性较好，具有较好的传热效果。
第一介层40是以物理气相沉积法(physical vapor deposition；PVD)或化学气相沉积法(chemical vapor deposition；CVD)形成于绝缘层30表面，介于绝缘层30以及导电层50之间。第一介层40为镁(Mg)、铝(Al)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、镍(Ni)、锆(Zr)、钼(Mo)、钨(W)以及其化合物，本实施例中，第一介层40为氧化钛(TiO2)。
导电层50是以物理气相沉积法(PVD)、化学气相沉积法(chemical vapordeposition；CVD)或电化学技术形成于第一介层40表面，导电层50的材质为选自铝(Al)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、银(Ag)、锡(Sn)、铂(Pt)以及金(Au)其中之一，导电层50可形成电路布局，以提供电性导通的功能。导电层50可以因加工程序不同，使导电层50可界定出一导电介层52以及一导电主层54。导电介层52形成于第一介层40表面上，本实施例中采用物理气相沉积法(PVD)成形，导电介层52为铜(Cu)且厚度约在1μm以下，导电主层54形成于导电介层52表面上，本实施例中采用电镀技术成形，导电主层54为铜(Cu)且厚度约为35μm，远远大于13μm。必需加以说明的是，本发明导电层50利用不同的加工程序成型界定出一导电介层52以及一导电主层54的主要原因，在于现有技术中物理气相沉积法的加工速度缓慢，因此本发明巧妙的在绝缘层30上沉积一极薄的导电介层52(约1μm以下)，耗费的加工时间短，再利用电镀方式快于物理气相沉积法的特性，在导电介层52的表面快速形成导电主层54，可以提高导电主层54的成膜速度，具有提高制程速度的特色。同时，也可以提高导电主层54的厚度，达到高导热电路基板50的导电效果，使高导热电路基板50具有较好的导电性。当导电主层54以及导电介层52采用相同金属形成，导电层50在材质结构上不容易区分出导电主层54与导电介层52。当导电主层54以及导电介层52采用相异金属形成，导电层50在材质结构上可轻易区分出导电主层54与导电介层52。本实施例中，因导电主层54以及导电介层52为相同金属(Cu)所形成，所以不容易区分出导电主层54与导电介层52。
采用上述结构，本发明的技术特征在于：本发明运用高导热电路基板10运用第一介层40作为缓冲接口，并通过第一介层40的物理特性介于绝缘层30与导电层50，进而缩短相对减少绝缘层30与导电层50在物理特性之间的差异，以克服绝缘层30与导电层50的物理特性差异过大的情形。换言之，第一介层40一方面可以防止高导热电路基板10发生翘曲的情形，另一方面可以提高绝缘层30与导电层50的附着力，具有较好的剥离强度(Peel Strength)。其相比于习用技术，能够强化绝缘层30与导电层50之间的结构，具有提高结构强度的特色。
再者，本发明巧妙的在导电层50上界定出一极薄的导电介层52以及一较厚的导电主层54，利用不同的加工程序成型，即通过较慢的物理气相沉积法成型极薄的导电介层52，而设置导电介层52的目的在于预先形成金属电极，以供进行下一个电镀步骤时，其加工件所需的电极，并形成导电介层52上方的导电主层54，可利用较快的电镀方式成型较厚的导电主层54，具有经济量产的特色
另外，习用以微弧氧化阳极处理方式形成重叠状结晶结构的氧化层，本发明可采用电化学激化阳极处理方式形成绝缘层30，使得氧化铝绝缘层20呈多孔的柱状结晶，排列的规则性较好，具有较好的传热效果，而以多孔的柱状结晶结构取代重叠状结晶结构，具有提高散热效果的特色。本实施例的高导热电路基板50经测试得知，其热传导系数(thermal conductivity)高达100(W/m·K)以上，具有确实提高散热效果的特色。
如图5所示，其为本发明第二较佳实施例提供的一种高导热电路基板12，其结构大致与第一较佳实施例相同，同样包含有一金属基板20、一绝缘层30、一第一介层40以及一导电层60。其差异在于：导电主层60为银(Ag)，其与第一较佳实施例以铜(Cu)作为导电主层的材质不同。
采用上述结构，本发明的导电介层60为采用两种不同种类的金属形成一导电介层62以及一导电主层64。在结构上，导电层50在剖面结构上较容易进行辨识，可区分出导电主层54与导电介层52。由此，本实施例的导电层80同样可提供电性导通的功能，达到与前一实施例相同的功效，并提供了另一种实施形态。
必需加以说明的是，本发明的绝缘层30，除了上述实施例中以阳极处理形成氧化铝外，也可对金属基板10表面施行氮化处理，从而形成氮化铝，或对金属基板10表面同时施加氧化处理及氮化处理，形成铝的氮氧化合物，其均有极好的高导热性。另外，本发明上述两实施例为成型具有整个导电层的基板，若要形成特定电路布局的基板，第一介层及导电层均以mask侵蚀方式成型一预定图案，也可单独在导电层上，采用选自铣削、mask侵蚀其中一种方式成型一预定图案。再者，本发明上述两实施例中的第一介层及导电层为单一层结构，但也不排除多层结构。
通过以上实施例可知，本发明所提供的一种高导热电路基板，其运用一第一介层作为缓冲接口，能够克服绝缘层与导电层的物理特性差异过大的情形，提高绝缘层与导电层的附着力。相比于习用技术，能够强化绝缘层与导电层之间的结构，具有提高结构强度的特色。另外，本发明的整体散热基板，具有较好的导热效果。
本发明在前述各实施例中所揭示的构成组件及方法步骤，仅为举例说明，并非用来限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围应以权利要求书所界定的范围为准，其它等效组件或步骤的替代或变化，也应涵盖在本发明的专利保护范围内。

Claims (15)

1、一种高导热电路基板，其特征在于包含：
一金属基板；
一绝缘层，形成于所述金属基板表面；
至少一第一介层，形成于所述绝缘层表面；
一导电层，形成于所述第一介层表面。
2、如权利要求1所述高导热电路基板，其特征在于：所述金属基板为选自铝、镁、钛以及其合金所构成族群中的其中一种。
3、如权利要求1所述高导热电路基板，其特征在于：所述绝缘层以电化学激化阳极处理形成，利用草酸(H2C2O4)为工作溶液，预定工作电压为260～400Volts，预定工作电流为2～5A/dm2。
4、如权利要求1所述高导热电路基板，其特征在于：所述绝缘层为所述金属基板表面的化合物。
5、如权利要求1所述高导热电路基板，其特征在于：所述第一介层为镁、铝、钛、钒、铬、镍、锆、钼、钨以及其化合物。
6、如权利要求5所述高导热电路基板，其特征在于：所述第一介层为氧化钛。
7、如权利要求1所述高导热电路基板，其特征在于：所述导电层为选自铝、钴、镍、铜、锌、银、锡、铂以及金其中之一。
8、如权利要求1所述高导热电路基板，其特征在于：所述导电层区分为至少一导电介层以及一导电主层，所述导电介层形成于所述第一介层表面，所述导电主层形成于所述导电介层表面。
9、如权利要求8所述高导热电路基板，其特征在于：所述导电介层的厚度在1μm以下。
10、如权利要求8所述高导热电路基板，其特征在于：所述导电主层的厚度在13μm以上。
11、如权利要求1所述高导热电路基板，其特征在于：所述绝缘层为所述金属基板的金属的氮化物。
12、如权利要求1所述高导热电路基板，其特征在于：所述绝缘层为所述金属基板的金属的氮氧化合物。
13、如权利要求1所述高导热电路基板，其特征在于：所述绝缘层为所述金属基板的金属的氧化物。
14、如权利要求1所述高导热电路基板，其特征在于：所述导电层及所述第一介层以预定图样形成。
15、如权利要求1所述高导热电路基板，其特征在于：所述导电层以预定图样形成。
CNA2007100958824A 2007-04-12 2007-04-12 高导热电路基板 Pending CN101287335A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2007100958824A CN101287335A (zh) 2007-04-12 2007-04-12 高导热电路基板
PCT/CN2008/000732 WO2008125009A1 (fr) 2007-04-12 2008-04-10 Substrat de circuit à conduction thermique élevée

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2007100958824A CN101287335A (zh) 2007-04-12 2007-04-12 高导热电路基板

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101287335A true CN101287335A (zh) 2008-10-15

Family

ID=39863245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2007100958824A Pending CN101287335A (zh) 2007-04-12 2007-04-12 高导热电路基板

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN101287335A (zh)
WO (1) WO2008125009A1 (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102159024A (zh) * 2011-02-28 2011-08-17 任正义 铝基印制电路板及其制备方法
CN102223767A (zh) * 2011-06-01 2011-10-19 何忠亮 一种高导热电路板的生产工艺
CN107660064A (zh) * 2017-09-29 2018-02-02 中国科学院化学研究所 导热绝缘板及其制备方法和电子元器件
CN108878617A (zh) * 2017-05-09 2018-11-23 中国科学院化学研究所 Led异形散热基板及其制备方法和应用
CN108878627A (zh) * 2017-05-09 2018-11-23 中国科学院化学研究所 Led基板及其制备方法和应用
CN108878631A (zh) * 2017-05-09 2018-11-23 中国科学院化学研究所 图案化绝缘层的led基板及其制备方法和应用

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61156754A (ja) * 1984-12-27 1986-07-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 高熱伝導性金属ベ−スプリント基板
JPH01290279A (ja) * 1988-05-18 1989-11-22 Hitachi Chem Co Ltd 配線板及びその製造方法
CN100356554C (zh) * 2004-03-16 2007-12-19 私立逢甲大学 制作整合性散热基板的方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102159024A (zh) * 2011-02-28 2011-08-17 任正义 铝基印制电路板及其制备方法
CN102223767A (zh) * 2011-06-01 2011-10-19 何忠亮 一种高导热电路板的生产工艺
CN108878617A (zh) * 2017-05-09 2018-11-23 中国科学院化学研究所 Led异形散热基板及其制备方法和应用
CN108878627A (zh) * 2017-05-09 2018-11-23 中国科学院化学研究所 Led基板及其制备方法和应用
CN108878631A (zh) * 2017-05-09 2018-11-23 中国科学院化学研究所 图案化绝缘层的led基板及其制备方法和应用
CN108878617B (zh) * 2017-05-09 2020-04-24 中国科学院化学研究所 Led异形散热基板及其制备方法和应用
CN108878627B (zh) * 2017-05-09 2020-05-01 中国科学院化学研究所 Led基板及其制备方法和应用
CN108878631B (zh) * 2017-05-09 2020-05-12 中国科学院化学研究所 图案化绝缘层的led基板及其制备方法和应用
CN107660064A (zh) * 2017-09-29 2018-02-02 中国科学院化学研究所 导热绝缘板及其制备方法和电子元器件
CN107660064B (zh) * 2017-09-29 2020-06-05 中国科学院化学研究所 导热绝缘板及其制备方法和电子元器件

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008125009A1 (fr) 2008-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101287334B (zh) 高导热电路基板的制作方法
CN100496188C (zh) 铝基印刷电路板及其制作方法
CN101287335A (zh) 高导热电路基板
CN102256441A (zh) 一种导热铝基核心的金属基板及其制备方法
CN102291928A (zh) 一种导热氮化铝绝缘金属基板及其制备方法
CN103327732A (zh) 一种高导热基板及其制备方法
CN101135051A (zh) 金属或陶瓷基材金属化处理方法
CN111069611B (zh) 一种石墨-石墨烯-金属复合材料的制备方法
CN100356554C (zh) 制作整合性散热基板的方法
CN101005108A (zh) 功率型发光二极管热沉及其方法
CN207678068U (zh) 一种超高导热型陶瓷基板
JP5869404B2 (ja) 配線基板及びその製造方法
TWI282564B (en) Surface mount device having a cushioning layer therein and the method of making the same
KR100913309B1 (ko) 금속회로기판
CN105914283B (zh) 散热基板、功率模块及制备散热基板的方法
JP6450300B2 (ja) ルテニウムを含む積層めっき被覆材及びその製造方法
CN106898582B (zh) 一种半导体器件金属薄膜结构及其制作方法
JP6649915B2 (ja) ルテニウムを含む積層めっき被覆材
US20080251282A1 (en) Highly thermally conductive circuit substrate
TW200841794A (en) Method of preparing highly thermally conductive circuit substrate
JPH09153647A (ja) 熱電変換モジュール用熱伝導性基板
CN201478296U (zh) 高功率散热基板
KR20100099380A (ko) 금속 인쇄회로기판의 원판 및 그 제조방법
CN1331217C (zh) 晶片封装结构及其基板
TW201116405A (en) Method for manufacturing thick-film ceramic composite substrate

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20081015