CN104135816A - 铝基覆铜板及其制备方法、线路电子线路板 - Google Patents
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Abstract
一种铝基覆铜板及其制备方法，铝基覆铜板包括依次层叠设置的铜箔层、导热绝缘层、第一氧化铝层、纯铝层及第二氧化铝层；其中，该第一氧化铝层中与该导热绝缘层接触的一面具有突起结构。铝基覆铜板中的铝基板表面形成具有被氧化的突起结构，这种氧化层导热系数远远优于导热绝缘层。通过设置突出结构，使铜箔层和铝基板间的距离被缩短，增大接触面积，从而有效降低了热阻；同时氧化铝层上的突出结构具有优异的天然绝缘特性，它和导热绝缘层共同为电子线路板提供了优异的绝缘能力，在相同绝缘能力要求下，热阻大幅度降低，从而使功率电子器件的寿命延长、可靠性提高。
Description
技术领域
本发明涉及金属基覆铜板技术领域，特别是涉及一种铝基覆铜板及其制备方法、线路电子线路板。
背景技术
随着电子技术的发展，电子元器件的设计越来越小型化，线路越来越精细化，因此需要满足良好的电路设计灵活性和散热特性的要求。承载电子元件的金属基覆铜板因其具有散热、绝缘性能优异和电路设计灵活，以及优异的加工特性已经被广泛应用于LED、智能功率模块、以及电源等领域。
金属基覆铜板由金属基板、绝缘层、铜箔三层结构组成，其中金属基板以价廉、质轻的铝基板居多，铝板材表层一般做氧化处理，防止腐蚀。
传统的实现器件散热的基板做法有如下几种：
一、主要方法是利用微弧氧化将铝基板表面产生了与该铝基板为一体的氧化铝绝缘层，氧化铝导热性良好，通过抛光可控制氧化铝层厚度达到一定厚度，实现绝缘和散热的目的。但该方法对于大功率智能器件领域，绝缘性能仍达不到要求，若要做到足够的绝缘能力，生产成本将会大大增加；
二、采用0.5-1.0mm氮化铝或氧化铝为基板，该基板同时充当绝缘层，在该基板两侧利用磁控溅射的方法进行金属化制备金属层，其中一侧的金属层制备LED电路。该申请采用氮化铝或氧化铝作为绝缘层，利用了氮化铝或氧化铝较高的电绝缘性和良好的导热性，而且在绝缘层和金属散热层之间不存在粘接层，有利于LED芯片的散热，因而，该设计具有较高的散热性，利于实现大功率LED设计。但是，该方案采用的磁控溅射的方法在基板两侧制备金属层，存在生产效率低、制造成本高的问题；同时，氮化铝或氧化铝基板价格昂贵，难以满足低成本要求。
三、该基板包括两层金属基体，以及将两种金属基体电隔离的绝缘体。该方法采用的绝缘体不仅实现了电隔离，还将两个金属基体粘接，将LED芯片产生的热量散发出去。该方案中使用的绝缘材料为环氧树脂、丙烯酸酯、聚对苯二甲酸等材料。该方案和陶瓷基板相比，在散热上有一定的改善，但使用的环氧树脂等绝缘材料也存在导热性不佳的问题。
四、在电路基板上设置局部突出结构并埋入绝缘层；同时其制造方法，通过蚀刻法形成该突出部。该方案中电路基板设置的局部突出结构是为了实现更好的散热。然而，该突出结构与电路间直接相连或间隔规定厚度的绝缘绝缘层，直接相连接会导致基板带电，导致安全性问题；即使设置绝缘层也需要足够的厚度，也使散热能力大大下降。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够确保规定的绝缘性能而散热能力优异的铝基覆铜板。
一种铝基覆铜板，包括依次层叠设置的铜箔层、导热绝缘层、第一氧化铝层、纯铝层及第二氧化铝层；其中，该第一氧化铝层中与该导热绝缘层接触的一面具有突起结构。
上述铝基覆铜板在氧化层形成的过程中，表面具有突起结构的纯铝板，能够将突起部分被氧化，使铝基板表面形成具有被氧化的突起结构，这种氧化层导热系数远远优于导热绝缘层。通过将设置突出结构，使铜箔层和铝基板间的距离被缩短，增大了接触面积，从而有效降低了热阻；同时氧化铝层上的突出结构具有优异的天然绝缘特性，它和导热绝缘层共同为电子线路板提供了优异的绝缘能力，在相同绝缘能力要求下，热阻大幅度降低，从而使功率电子器件的寿命延长、可靠性提高。
相应地，还提供了一种铝基覆铜板制备方法，包括：
将纯铝板板面冲压，使其至少一个成表面带有形成突起结构；
将冲压后的该纯铝板的表面除油处理，并浸置于装有氧化液的槽内对该纯铝板表面进行双面氧化，制成带有突起双面氧化层的铝基板；
将带有导热绝缘层的电解铜箔半固化片与所述铝基板带有所述突起结构氧化层的一侧层叠结合，制备成铝基覆铜板。
此外，还提供了一种线路电子线路板，包括上述的铝基覆铜板。
上述铝基覆铜板制备方法采用电化学氧化工艺将具有突起结构的纯铝板表面进行双面氧化，在氧化层形成的过程中，纯铝板表面上的突起结构能够同时被氧化，使纯铝板的表面形成具有氧化的突起结构，这种突起结构缩短了铜箔层和铝基板之间的导热路径，增大了接触面积，使得该铝基覆铜板的散热性能显著提高；导热绝缘层不仅实现了铝基板和铜箔层的粘合，而且还提供了优异的绝缘性能，从而使功率电子器件的可靠性提高；另外，该制备方法工艺简单、生产效率高、具有成本低的优势。
附图说明
图1为本发明较佳实施例中铝基覆铜板的结构示意图；
图2为本发明较佳实施例中铝基覆铜板制备方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明较佳实施例中用于制备电子线路板的铝基覆铜板。该铝基覆铜板包括依次层叠设置的铜箔层1、导热绝缘层2、第一氧化铝层3、纯铝层4及第二氧化铝层5，其中，第一氧化铝层3与导热绝缘层2接触的一面具有突起结构31；第一氧化铝层3、纯铝层4及第二氧化铝层5形成双面氧化铝层的铝基板6。
在更详细的实施例中，突起结构31可以为多个，可以是平均排列或随机间距排列在第一氧化层3的表面上。进一步地，铜箔层1、导热绝缘层2、第一氧化铝层3、纯铝层4及第二氧化铝层5热压结合。突起结构31是被插入于导热绝缘层2与第一氧化铝层3接触的一侧，且突起结构31的高度不大于导热绝缘层2的厚度。
突起结构31与该第一氧化铝层3一体成型，突起结构31是被冲压形成于该第一氧化层3的表面。在其他实施方式中，第二氧化铝层5的表面也具有突起结构31，增大与空气的接触面积，有利于散热。
因此，第一氧化铝层3的表面(与导热绝缘层2结合的表面)具有突起结构31，插入导热绝缘层2内，能缩短第一氧化铝层3与铜箔层1的距离，接触面积也增大，从而保证了良好的散热性能。同时，导热绝缘层2不仅实现了铝基板6表面的第一氧化铝层3和铜箔层1的粘合，而且还提供了优异的绝缘性能，从而使功率电子器件的可靠性提高。
相应地。本发明还提供了一种工序简单、生产效率高的铝基覆铜板制备方法。该方法可以用来制备上文如图1所示的铝基覆铜板，该方法的工艺如图2所示，其包括如下步骤：
步骤S01.将纯铝板板面冲压，使纯铝板至少一个表面形成突起结构31；
步骤S02.将冲压后的纯铝板表面除油处理，浸置于装有氧化液的槽内对纯铝板表面进行双面氧化，制成带有双面氧化铝层的铝基板6。具体地，参考图1，氧化处理后的铝基板6包括依次层叠的第一氧化铝层3、纯铝层4及第二氧化铝层5，其中，第一氧化铝层3的一面具有被氧化了的突起结构31。在其他实施方式中，第二氧化铝层5的表面也形成有突起结构31，增大与空气的接触面积，有利于散热。
步骤S03.将带有导热绝缘层2的电解铜箔半固化片1(即铜箔层1)与铝基板6带有突起结构31的一侧层叠结合，制备成铝基覆铜板。
进一步地，带有双面氧化铝层的铝基板6与带有导热绝缘层2的铜箔半固化片1是在热压机器内分段热压结合的。其中，被氧化的突起结构31插入于导热绝缘层2中，突起结构31的高度不大于导热绝缘层2的厚度。
上述铝基覆铜板制备方法采用电化学氧化工艺将具有突起结构31的纯铝板表面进行双面氧化，在氧化层形成的过程中，纯铝板表面的突起结构31能够同时被氧化，使纯铝板表面形成具有被氧化的突起结构31，此突起结构31插入于导热绝缘层2中缩短了铜箔层1和铝基板6之间的导热路径，增大接触面积，使得该铝基覆铜板的散热性能显著提高；导热绝缘层2不仅实现了铝基板6和铜箔层1的粘合，而且还提供了优异的绝缘性能，从而使功率电子器件的可靠性提高，其整体制造工艺简单、生产效率高、成本低。
以下结合图1通过多个实施例来进一步说明上述铝基覆铜板及其制备方法。
实施例1：
一种用于制备电子线路板的铝基覆铜板及其制备方法。
该铝基覆铜板的结构如图1所示，其包括依次设置的铜箔层1、导热绝缘层2、第一氧化铝层3、纯铝层4、第二氧化铝层5；其中，第一氧化铝层3与导热绝缘层2接触的一面具有突起结构31，突起结构31的高度为5μm。
上述铝基覆铜板的制备方法如下：
(1)、将1100系列的纯铝板板面冲压，使其中一个表面形成突起结构31；
(2)、将冲压后的1100系列纯铝板表面除油处理，浸置于装有氧化液的槽内对纯铝板表面进行双面氧化，制成带有双面氧化层的铝基板6，其中一面氧化铝层3上的被氧化了的突起结构31高度为5μm；
(3)、将带有导热系数为2W/mK的导热绝缘层2的电解铜箔半固化片1与铝基板6带有突起结构31的一侧热压压合，制备成铝基覆铜板；
实施例2：
一种用于制备电子线路板的铝基覆铜板及其制备方法。
该铝基覆铜板结构如同实施例1中的铝基覆铜板。不同在于：1、纯铝板采用5052系列；2、第一氧化铝层3上的突起结构31高度为10μm；3、导热绝缘层2的导热系数为3W/mK。
上述铝基覆铜板的制备方法参照实施例1。
此外，还提供了一种包括上述铝基覆铜板的电子线路板。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种铝基覆铜板，其特征在于，包括依次层叠设置的铜箔层、导热绝缘层、第一氧化铝层、纯铝层及第二氧化铝层；其中，该第一氧化铝层中与该导热绝缘层接触的一面具有突起结构。
2.根据权利要求1所述的铝基覆铜板，其特征在于，所述突起结构为平均排列的多个。
3.根据权利要求1或2所述的铝基覆铜板，其特征在于，所述突起结构插入于所述导热绝缘层与所述第一氧化铝层接触的一侧。
4.根据权利要求3所述的铝基覆铜板，其特征在于，所述突起结构与该第一氧化铝层一体成型，所述突起结构的高度不大于所述导热绝缘层的厚度。
5.根据权利要求1所述的铝基覆铜板，其特征在于，所述铜箔层、导热绝缘层、第一氧化铝层、纯铝层及第二氧化铝层热压结合。
6.一种铝基覆铜板制备方法，其特征在于，包括：
将纯铝板板面冲压，使其至少一个表面形成突起结构；
将冲压后的纯铝板的表面除油处理，并浸置于装有氧化液的槽内对该纯铝板表面进行双面氧化，制成带有双面氧化层的铝基板；
将带有导热绝缘层的电解铜箔半固化片与所述铝基板带有被氧化的所述突起结构的一侧层叠结合，制备成铝基覆铜板。
7.根据权利要求6所述的铝基覆铜板制备方法，其特征在于，所述被氧化的突起结构插入于所述导热绝缘层中。
8.根据权利要求6所述的铝基覆铜板制备方法，其特征在于，带有导热绝缘层的电解铜箔半固化片与所述带有突起氧化层的铝基板是在热压机器内分段热压结合的。
9.根据权利要求6或7所述的铝基覆铜板制备方法，其特征在于，所述被氧化的突起结构的高度不大于导热绝缘层的厚度。
10.一种线路电子线路板，其特征在于，包括权利要求1至5任一项所述的铝基覆铜板。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20180126 |