CN101298675B - 绝缘导热金属基材的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种绝缘导热金属基材的制造方法，包括如下步骤：(1)提供一轻金属合金基材，并对该基材进行前处理，使表面清洁；(2)将该轻金属基材置入电解质水溶液进行硬质阳极氧化，其中该基材为阳极，铅板或不锈钢为阴极，施加电压于上述基材与阴极之间，使该基材表面生成多孔的轻金属氧化物薄膜；(3)于上述基材的氧化物薄膜上涂布一层高导热胶，且该高导热胶填充上述氧化膜的孔。该方法在基材上形成多孔的氧化物绝缘层，这些孔中填充高导热胶，由于这些孔与高导热胶的接触面大，能较快提高热的传导速率，且制造过程简单，易于实施。

Description

绝缘导热金属基材的制造方法
【技术领域】
本发明有关一种绝缘导热金属基材的制造方法，特别是指应用于轻金属合金基材且易于制造的绝缘导热金属基材的制造方法。
【背景技术】
良好的绝缘导热基材必须具备高热传导性、绝缘性、低膨胀系数。
传统绝缘导热基材制备方法之一是在塑料基材上印刷铜箔电路如FR4印刷电路基材(PCB)，其热导率约为0.36W/(m·K)，其缺点是热性能较差。
绝缘导热基材制备方法之二是PCB基材上需贴附一片金属板如铝基材，即所谓的Metal Core PCB基材，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材，同时操作温度局限于140℃以内，制程温度局限于250～300℃内。
绝缘导热基材制备方法之三是直接采用烧结成型的陶瓷基材如AlN/SiC基材，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，绝缘导热基材制备方法之四是在铜板和陶瓷之间通氧气并在高温下进行结合反应得到的直接铜接合基材(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。
目前市面上还未见到在轻金属合金基材，如镁合金或铝合金上，运用硬质阳极氧化与高导热胶涂布两种方法结合之新颖的薄膜镀膜技术制备绝缘导热金属基材之方法。
【发明内容】
本发明目的在于提供一种应用于轻金属合金基材且易于制造的绝缘导热金属基材的制造方法。
为达成上述目的，本发明的绝缘导热金属基材的制造方法包括如下步骤：(1)提供一轻金属合金基材，并对该基材进行前处理，使表面清洁；(2)将该轻金属基材置入电解质水溶液进行硬质阳极氧化，其中该基材为阳极，铅板或不锈钢为阴极，施加电压于上述基材与阴极之间，使该基材表面生成多孔的轻金属氧化物薄膜；(3)于上述基材的氧化物薄膜上涂布一层高导热胶，且该高导热胶填充上述氧化膜的孔。
与现有技术相比较，本发明利用阳极氧化在轻金属合金基材上形成多孔的轻金属氧化物绝缘层，这些孔中填充高导热胶，由于这些孔与高导热胶的接触面大，能较快提高热的传导速率，且制造过程简单，易于实施。
【具体实施方式】
本发明的绝缘导热金属基材的制造方法包括如下步骤：
1、提供一轻金属合金基材，该基材可为镁合金或铝合金，并对该基材进行前处理，具体包括脱脂、酸洗、清洗等步骤，使其表面清洁。
2、将该轻金属合金基材置入电解质水溶液进行硬质阳极氧化，其中该基材为阳极，铅板或不锈钢为阴极，施加直流电压或脉冲电压于上述基材与阴极之间，使基材表面生成多孔的轻金属氧化物(MgO或Al2O3)薄膜。
以铝合金基材为第一实施例：每升上述电解质溶液中包含90～110g硫酸、70～80g草酸、120～130g酒石酸、45～55g有机胺和6～13g硫酸亚铁，阳极电流密度1.5～2.5A/dm2，反应温度10～25℃，时间约为15～20分钟，则铝合金基材表面生成多孔的氧化物(Al2O3)薄膜，且该薄膜的厚度为10～25μm。
以镁合金基材为第二实施例：每升上述电解质溶液中包含40～80g氢氧化钾、20～40g四硼酸钠、20～40g磷酸钠、20～40g氟化钾，阳极电流密度20～200mA/dm2，反应温度20～50℃，时间约为10～30分钟，则镁合金基材表面生成多孔的氧化物(MgO)薄膜，且该薄膜的厚度为10～25μm。
3、对附着多孔的氧化物薄膜的基材后处理，其包括清洗、烘干等步骤。
4、于上述基材的氧化物薄膜上涂布一层高导热胶，且该高导热胶填充上述氧化膜的孔，该高导热胶为紫外线固化型混合热固型，且热传导率>2～3W/(m·K)，裂解温度>200℃，热阻尼为0.3～0.7W/(m·K)，且涂布可采用旋转涂布(Spin)、浸涂(Dip)或印刷(Print)方式。
以上，高导热胶的厚度为5～25μm。

Claims (6)

1.一种绝缘导热金属基材的制造方法，其特征在于：包括下列步骤：
(1)提供一轻金属合金基材，该基材为镁合金或铝合金，并对该基材进行前处理，使表面清洁；
(2)将该轻金属合金基材置入电解质水溶液进行硬质阳极氧化，且该基材为阳极，铅板为阴极，施加电压于上述基材与阴极之间，使该基材表面生成多孔的轻金属氧化物薄膜，该氧化物薄膜的厚度为10～25μm，其中，该基材为铝合金时，每升上述电解质溶液中包含90～110g的硫酸、70～80g的草酸、120～130g的酒石酸、45～55g的有机胺和6～13g的硫酸亚铁，阳极电流密度为1.5～2.5A/dm2，反应温度为10～25℃，反应时间为15～20分钟；该基材为镁合金时，每升上述电解质溶液中包含40～80g的氢氧化钾、20～40g的四硼酸钠、20～40g的磷酸钠、20～40g的氟化钾，阳极电流密度为20～200mA/dm2，反应温度为20～50℃，反应时间为10～30分钟；
(3)于上述基材的氧化物薄膜上涂布一层高导热胶，该高导热胶的厚度为5～25μm，且该高导热胶填充上述氧化膜的孔。
2.如权利要求1所述的绝缘导热金属基材的制造方法，其特征在于：该高导热胶为紫外线固化型混合热固型高导热胶。
3.如权利要求1所述的绝缘导热金属基材的制造方法，其特征在于：步骤(1)中，该轻金属合金基材进行前处理的过程包括脱脂、酸洗、清洗步骤。
4.如权利要求1所述的绝缘导热金属基材的制造方法，其特征在于：在步骤(2)和(3)之间，还包括一清洗、烘干附着氧化层的基材的后处理的步骤。
5.如权利要求1所述的绝缘导热金属基材的制造方法，其特征在于：在步骤(2)中，该电压为直流电压或脉冲电压。
6.如权利要求1所述的绝缘导热金属基材的制造方法，其特征在于：在步骤(3)中，涂布采用旋转涂布、浸涂或印刷方式。
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