CN101298659A - 绝缘导热金属基板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种绝缘导热金属基板的制造方法，其包括以下步骤：提供一金属基材并将其配置于一腔体内；于该腔体内形成接近真空状态；将惰性气体通入该腔体中；启动溅镀不锈钢靶材，进行离子冲击并植入不锈钢；关闭不锈钢靶材的电流；将惰性气体通入该腔体中；启动溅镀铝靶材，并逐步通入氮气，生成氮化铝薄膜；关闭铝靶材的电流。本发明利用在金属基材上通过真空溅镀形成绝缘层(氮化铝薄膜)，其制造过程简单，易于实施，且可得到绝缘性、高热传导性的金属基板。
Description
【技术领域】
本发明是一种绝缘导热金属基板的制造方法，特别是一种制程简单的绝缘导热金属基板的制造方法。
【背景技术】
良好的绝缘导热基板必须具备高热传导性、绝缘性、低膨胀系数。
传统绝缘导热基板制备方法之一是在塑料基板上印刷铜箔电路如RF4印刷电路基板(PCB)，其热导率(K)约为0.36W/m·K，其缺点是热性能较差。
绝缘导热基板制备方法之二是PCB基板上需贴附一片金属板如铝基板，即所谓的Metal Core PCB基板，以提高散热效率。不过其介电层的热传导率相当于印刷电路基板，同时操作温度局限于140℃以内，制程温度局限于250～300℃内。
绝缘导热基板制备方法之三是直接采用烧结成型的陶瓷基板如AlN/SiC基板，具有很好的绝缘性和导热性，但是其尺寸限于4.5平方英寸以下，无法用于大面积的面板。
除此之外，绝缘导热基板制备方法之四是在铜板和陶瓷之间通O2高温下进行结合反应得到的直接铜接合基板(DBC：Direct Bonded Copper)，兼具高导热率及低热膨胀性和介电性；但其操作和制程温度需高于800℃以上。
目前市面上的绝缘导热金属基板的制造方法中还未见到在不锈钢板带及铜金属基材上，运用真空溅镀技术制备绝缘导热金属基板之方法。
【发明内容】
本发明的主要目的在于提供一种制程简单的绝缘导热金属基板的制造方法。
为达上述目的，本发明提供一种绝缘导热金属基板的制造方法，其包括以下步骤：提供一金属基材并将其配置于一腔体内；于该腔体内形成接近真空状态；将惰性气体通入该腔体中；启动溅镀不锈钢靶材，进行离子冲击并植入不锈钢；关闭不锈钢靶材的电流；将惰性气体通入该腔体中；启动溅镀铝靶材，并逐步通入氮气，生成氮化铝薄膜；关闭铝靶材的电流。
与现有技术相比较，本发明在金属基材上通过真空溅镀形成绝缘层(氮化铝薄膜)，其制造过程简单，易于实施，且可得到绝缘性、高热传导性的金属基板。
【具体实施方式】
本发明绝缘导热金属基板的制造方法包括如下步骤：
(1)提供一金属基材并将其配置于一腔体内，其中，该金属基材的材质可为不锈钢或铜，该金属基材的形状可为板带结构；且该金属基材在进入腔体前已经过前处理，具体包括脱脂，酸洗，清洗等步骤，使其表面清洁；
(2)于该腔体内形成接近真空状态，例如，将腔体内气压维持在10-5torr；
(3)将惰性气体(可为氩气)通入该腔体中，并使腔体内气压维持在1～3x10-3torr；
(4)启动基板负偏压在-300～-600Volt，此时，启动溅镀不锈钢靶材(在溅镀不锈钢靶材前，不锈钢靶材被置放于该腔体内，例如，可在将金属基材配置于该腔体的同时放入不锈钢靶材)，并将不锈钢靶材的电流密度控制在0.1～1W/cm2，进行离子冲击并植入不锈钢的时间为3～10min，以形成中间层增加附着性；
(5)将不锈钢靶材的电流密度控制在5～15W/cm2，基板偏压调整在20～60Volt，时间约为1～3min后，关闭不锈钢靶材的电流；
(6)将惰性气体(可为氩气)通入该腔体中，并使腔体内惰性气体的气压维持在1～3x10-3torr；
(7)启动溅镀铝靶材(在溅镀铝靶材前，铝靶材被置放于该腔体内，例如，可在将金属基材配置于该腔体的同时放入铝靶材)，控制铝靶材的电流密度在5～15W/cm2，基板偏压调整在20～60Volt，时间约为1～3min后，逐步通入氮气，并使腔体内氮气的气压维持在1～3x10-3torr，生成氮化铝薄膜；
(8)当氮化铝薄膜层的厚度为3～5μm时，关闭铝靶材的电流。
Claims (12)
1.一种绝缘导热金属基板的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)提供一金属基材并将其配置于一腔体内；
(2)于该腔体内形成接近真空状态；
(3)将惰性气体通入该腔体中；
(4)启动溅镀不锈钢靶材，进行离子冲击并植入不锈钢；
(5)关闭不锈钢靶材的电流；
(6)将惰性气体通入该腔体中；
(7)启动溅镀铝靶材，并逐步通入氮气，生成氮化铝薄膜；
(8)关闭铝靶材的电流。
2.根据权利要求1所述的绝缘导热金属基板的制造方法，其特征在于：接近真空状态下，腔体内气压为10-5torr。
3.根据权利要求1所述的绝缘导热金属基板的制造方法，其特征在于：步骤(4)中腔体内的气压维持在1～3×10-3torr。
4.根据权利要求1所述的绝缘导热金属基板的制造方法，其特征在于：步骤(7)中腔体内惰性气体的气压维持在1～3×10-3torr，氮气的气压维持在1～3×10-3torr。
5.根据权利要求1所述的绝缘导热金属基板的制造方法，其特征在于：启动溅镀不锈钢靶材时，需将基板负偏压控制在-300～-600Volt，并将不锈钢靶材的电流密度控制在0.1～1W/cm2，进行离子冲击并植入不锈钢的时间为3～10min。
6.根据权利要求1所述的绝缘导热金属基板的制造方法，其特征在于：关闭不锈钢靶材的电流前1～3min，需将不锈钢靶材的电流密度控制在5～15W/cm2，基板偏压调整在20～60Volt。
7.根据权利要求1所述的绝缘导热金属基板的制造方法，其特征在于：通入氮气前1～3min，需将基板负偏压调整至20～60Volt，并将铝靶材的电流密度控制在5～15W/cm2。
8.根据权利要求1所述的绝缘导热金属基板的制造方法，其特征在于：当氮化铝薄膜层的厚度为3～5μm时，关闭铝靶材的电流。
9.根据权利要求1所述的绝缘导热金属基板的制造方法，其特征在于：该金属基材的材质为不锈钢。
10.根据权利要求1所述的绝缘导热金属基板的制造方法，其特征在于：该金属基材的材质为铜。
11.根据权利要求1所述的绝缘导热金属基板的制造方法，其特征在于：该金属基材的形状为板带结构。
12.根据权利要求1所述的绝缘导热金属基板的制造方法，其特征在于：该金属基材在进入腔体前已经过前处理，前处理包括脱脂，酸洗，清洗。
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