TW202347643A - 積層體、散熱基板及積層體之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種絕緣性優異之積層體、散熱基板及積層體之製造方法。
本發明之積層體1於厚度方向上依序具備金屬基板2及非晶質之無機絕緣層3。
Description
本發明係關於一種積層體、散熱基板及積層體之製造方法。
已知有具備金屬基板及絕緣層之積層體(例如，參照下述專利文獻1)。於專利文獻1所記載之積層體中，絕緣層具有結晶性。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開昭58-103156號公報
[發明所欲解決之問題]
對於積層體，要求其具有優異之絕緣性。但是，於專利文獻1所記載之積層體中，謀求絕緣性之提高存在極限。
本發明提供一種絕緣性優異之積層體、散熱基板及積層體之製造方法。
[解決問題之技術手段]
本發明(1)包含一種積層體，其於厚度方向上依序具備金屬基板及非晶質之無機絕緣層。
於該積層體中，由於無機絕緣層為非晶質，故無機絕緣層之絕緣性較高。因此，積層體之絕緣性優異。
本發明(2)包含如(1)之積層體，其係選自由銅、鋁、鎢及鉬所組成之群中之至少一者。
本發明(3)包含如(1)或(2)之積層體，其中上述無機絕緣層之材料係選自由氧化物、氮化物及氮氧化物所組成之群中之至少任一者。
本發明(4)包含如(1)至(3)中任一項之積層體，其中上述無機絕緣層之材料包含選自由矽、鋁、及鈦所組成之群中之至少任一者。
本發明(5)包含如(1)至(4)中任一項之積層體，其中上述無機絕緣層之厚度為10 μm以下。
本發明(6)包含如(1)至(5)中任一項之積層體，其中上述金屬基板包含厚度方向上之一面及另一面、以及連結上述一面之周端緣及上述另一面之周端緣之側面，且上述無機絕緣層配置於上述金屬基板之上述一面及上述側面。
本發明(7)包含一種散熱基板，其具備如(1)至(6)中任一項之積層體。
本發明(8)包含一種積層體之製造方法，其係如(1)至(6)中任一項之積層體之製造方法，使用真空成膜法，於厚度方向上之金屬基板之一面形成非晶質之無機絕緣層。
[發明之效果]
利用本發明之積層體之製造方法獲得之積層體及散熱基板之絕緣性優異。
1. 積層體之一實施方式
參照圖1及圖2對本發明之積層體之一實施方式進行說明。積層體1具有厚度。積層體1具有板形狀。於本實施方式中，積層體1具有矩形板形狀。積層體1於面方向上延伸。面方向與厚度方向正交。積層體1具備金屬基板2及無機絕緣層3。
1.1 金屬基板2
金屬基板2具有板形狀。於本實施方式中，金屬基板2具有矩形板形狀。金屬基板2包含厚度方向上之一面21及另一面22、以及連結一面21之周端緣及另一面22之周端緣之側面23。
一面21及另一面22分別具有平坦形狀。一面21及另一面22平行。一面21及另一面22分別與厚度方向正交。
側面23沿著厚度方向。於本實施方式中，側面23與一面21及另一面22正交。
金屬基板2之材料並無限定。金屬基板2之材料例如係選自由銅、鋁、鎢及鉬所組成之群中之至少一者。金屬基板2之材料亦可含有合金。作為合金，例如可列舉銅合金、鋁合金、鎢合金、及鉬合金。作為金屬基板2之材料，較佳為銅、銅合金、鋁及鋁合金。若金屬基板2之材料為銅或銅合金，則金屬基板2之導熱性良好，積層體1之散熱性優異。若金屬基板2之材料為鋁或鋁合金，則可兼顧導熱性與輕量性。
若積層體1之散熱性優異，則將積層體1配置於散熱基板10時，散熱基板10之散熱性優異，故較佳。
金屬基板2之厚度例如為30 μm以上，較佳為50 μm以上，又，例如1000 μm以下，較佳為500 μm以下。
1.2 無機絕緣層3
無機絕緣層3配置於金屬基板2之一面21。無機絕緣層3與金屬基板2之一面21之全部接觸。無機絕緣層3追隨於一面21之形狀。於本實施方式中，無機絕緣層3具有沿面方向延伸之形狀。
無機絕緣層3為非晶質。另一方面，若無機絕緣層3為結晶質，則無法使積層體1之絕緣性提高。
藉由＜1＞斜入射X射線繞射法(GIXD)、＜2＞X射線繞射法(XRD)中之Out-of-Plane結晶分析、或＜3＞利用穿透式電子顯微鏡(TEM)觀察晶粒來確認無機絕緣層3為非晶質。再者，＜1＞之條件之詳情於後述之實施例中有所記載。
作為無機絕緣層3之材料，例如可列舉無機物。作為無機物，例如可列舉氧化物、氮化物及氮氧化物。又，作為無機絕緣層3之材料，例如可列舉矽、鋁、鈦、鈮、及鉭，較佳可列舉矽、鋁、及鈦。上述材料可單獨使用或併用。
作為氧化物，例如可列舉氧化矽(SiO
2)、氧化鋁(Al
2O
3)、氧化鈦(TiO
2)、氧化鈮(NbO
2)、及氧化鉭(Ta
2O
5)。作為氧化物，較佳可列舉氧化矽、氧化鋁、及氧化鈦。
作為氮化物，例如可列舉氮化鋁及氮化矽。
作為氮氧化物，例如可列舉氮氧化鋁及氮氧化矽。
無機絕緣層3為單層或複層。
作為無機物，從提高絕緣性之觀點而言，較佳可列舉氧化物。
無機絕緣層3之厚度例如為10 nm以上，較佳為25 nm以上，更佳為50 nm以上。只要無機絕緣層3之厚度為上述下限以上，則積層體1之絕緣性優異。
無機絕緣層3之厚度例如為10 μm以下，較佳為5 μm以下，更佳為2 μm以下，更佳為1 μm以下，進而較佳為0.5 μm以下。只要無機絕緣層3之厚度為上述上限以下，則積層體1之散熱性優異。
若積層體1之散熱性優異，則將積層體1配置於散熱基板10時，散熱基板10之散熱性優異，故較佳。
無機絕緣層3之厚度相對於金屬基板2之厚度之比例如為0.00001以上，較佳為0.0001以上，又，例如為0.35以下，較佳為0.1以下。
1.3 積層體1之製造方法
對積層體1之製造方法進行說明。為了製造積層體1，首先準備金屬基板2，繼而，使用真空成膜法，於金屬基板2之一面21形成無機絕緣層3。
作為真空成膜法，例如可列舉蒸鍍法、濺鍍法、及離子鍍覆法。作為真空成膜法，較佳可列舉濺鍍法。
該積層體1之用途並無限定。較佳為，積層體1配置於散熱基板10。即，散熱基板10具備上述積層體1。散熱基板10亦可進而具備配置於厚度方向上之積層體1之一面之電極4(假想線)。電極4具有圖案。電極4配置於厚度方向上之無機絕緣層3之一面之一部分。電極4包含導體。作為導體，例如可列舉銅及鈦。電極4為單層或複層。
2. 一實施方式之作用效果
於該積層體1中，由於無機絕緣層3為非晶質，故無機絕緣層3之絕緣性較高。
因此，積層體1之絕緣性優異。
於積層體1之製造方法中，藉由真空成膜法而形成無機絕緣層3，故可簡便地形成無機絕緣層3。
3. 變化例
於以下之各變化例中，對與上述之一實施方式相同之構件及步驟標註相同之參照符號，並省略其詳細說明。又，各變化例除特別記載以外，可發揮與一實施方式相同之作用效果。進而，可將一實施方式及變化例適當組合。
3.1 第1變化例
如圖3所示，於第1變化例之積層體1中，無機絕緣層3配置於金屬基板2之一面21及側面23。無機絕緣層3連續地被覆一面21及側面23。無機絕緣層3追隨於一面21及側面23之形狀。配置於側面23之無機絕緣層3具有沿厚度方向延伸之形狀。配置於側面23之無機絕緣層3亦為非晶質。配置於側面23之無機絕緣層3具有與配置於一面21之無機絕緣層3相同之物性。
3.1.1 第1變化例之作用效果
於第1變化例之積層體1中，由於無機絕緣層3亦形成於金屬基板2之側面23，故積層體1之側面23之絕緣性優異。
3.2 第2變化例
如圖1之假想線所示，積層體1亦可進而具備密接層5。密接層5配置於金屬基板2之一面21與無機絕緣層3之間。作為密接層5，例如可列舉鉻層。密接層5之厚度例如為10 nm以上100 nm以下。密接層5例如藉由真空成膜法而形成。
[實施例]
以下，示出實施例及比較例，更具體地對本發明進行說明。再者，本發明並不受實施例任何限定。又，以下記載中使用之調配比率(含有比率)、物性值、參數等之具體數值可替代為上述「實施方式」中所記載的與之對應之調配比率(含有比率)、物性值、參數等相應記載之上限(被定義為「以下」、「未滿」之數值)或下限(被定義為「以上」、「超過」之數值)。
＜實施例1＞
準備金屬基板2。金屬基板2之厚度為150 μm，包含銅。
繼而，使用真空成膜法，成膜包含鉻且厚度為20 nm之密接層5。成膜條件如下。
真空成膜法：DC(Direct Current，直流)磁控濺鍍法
濺鍍氣體：Ar
濺鍍壓力：0.2 Pa
輸出：80 W
濺鍍溫度：25℃
然後，使用真空成膜法，形成包含氧化矽(SiO
2)且厚度為50 nm之無機絕緣層3。成膜條件如下。
真空成膜法：RF(Radio frequency，射頻)磁控濺鍍法
濺鍍氣體：Ar/O
2混合氣體
濺鍍壓力：0.2 Pa
輸出：100 W
濺鍍溫度：25℃
＜實施例2-實施例4＞
與實施例1同樣地製造積層體1。但是，將無機絕緣層3之材料及厚度按表1所記載般變更。
＜比較例1＞
與實施例1同樣地製造積層體1。但是，將無機絕緣層3之材料按表1所記載般變更。又，使無機絕緣層3為結晶質。為使無機絕緣層3為結晶質，使用馬弗爐(muffle furnace)，於大氣下以350℃對真空成膜後之無機絕緣層3進行4小時退火。
＜評估＞
1.非晶質性
使用X射線繞射裝置，按照以下之測定條件實施斜入射X射線繞射測定(GIXD)。
X射線入射側：入射平行狹縫、索勒狹縫5°、縱向限制狹縫10 mm、寬度限制狹縫0.1 mm
X射線受光側：受光狹縫20 mm、平行狹縫分析儀0.5°及索勒狹縫5°
X射線源：輸出40 kV-50 mA之Cu Kα射線(波長：1.5418Å)、入射角0.1°、步進寬度0.1°、掃描速度4°/分鐘
於實施例1-4之各者中，確認到當入射角(2θ)為20°-35°時不存在來自於晶格之繞射峰。即，實施例1-4各者之無機絕緣層3為非晶質。
另一方面，於比較例1中，25.5°時確認到銳鈦礦型之結晶結構之繞射峰(101)。即，比較例1之無機絕緣層3為結晶質。
將實施例3及比較例1各自之GIXD之圖表示於圖4。
2. 積層體1之絕緣性
於實施例1-4及比較例1各自之積層體1之一面，隔著具有開口部之金屬遮罩而成膜具有縱2 mm、橫2 mm之尺寸之電極4。電極4朝向厚度方向之一側依序具備厚度50 nm之鈦層、及厚度100 nm之銅層。
電極4之成膜條件如下。
真空成膜法：DC磁控濺鍍法
濺鍍氣體：Ar
濺鍍壓力：0.2 Pa
輸出：80 W
濺鍍溫度：25℃
將數位萬用錶6(假想線)經由管線7(假想線)而連接於金屬基板2及電極4。然後，測定積層體1之厚度方向上之電阻。然後，按照下述基準來評估絕緣性。其結果記載於表1。
○：電阻超過1 MΩ，絕緣性良好。
×：電阻為1 MΩ以下，絕緣性不良。
[表1]
| 表1 | |||||
| 無機絕緣層 | 積層體之絕緣性之評估 | ||||
| 材料 | 厚度(nm) | 非晶性/結晶性 | 藉由GIXD測定來判定有無繞射峰 | ||
| 實施例1 | SiO 2 | 50 | 非晶質 | 無 | ○ |
| 實施例2 | Al 2O 3 | 50 | 非晶質 | 無 | ○ |
| 實施例3 | TiO 2 | 50 | 非晶質 | 無 | ○ |
| 實施例4 | SiO 2 | 100 | 非晶質 | 無 | ○ |
| 比較例1 | TiO 2 | 50 | 多晶質 | 有 *1 | × |
| *1:銳鈦礦型TiO 2之繞射峰 |
再者，上述發明係作為本發明之例示之實施方式而提供，但其只不過為例示，不應限定性地解釋。由本技術領域之業者所明確之本發明之變化例包含於後述之申請專利範圍中。
[產業上之可利用性]
積層體配置於散熱基板。
1:積層體
2:金屬基板
3:無機絕緣層
4:電極
5:密接層
6:數位萬用錶
7:管線
10:散熱基板
21:一面
22:另一面
23:側面
圖1係本發明之積層體之一實施方式之剖視圖。
圖2係圖1所示之積層體之俯視圖。
圖3係變化例之積層體之剖視圖。
圖4係實施例3及比較例1之GIXD(Grazing Incidence X-ray Diffraction，斜入射X射線繞射)之圖表。
1:積層體
2:金屬基板
3:無機絕緣層
4:電極
5:密接層
6:數位萬用錶
7:管線
10:散熱基板
21:一面
22:另一面
23:側面
Claims (8)
- 一種積層體，其於厚度方向上依序具備金屬基板及非晶質之無機絕緣層。
- 如請求項1之積層體，其中上述金屬基板之材料係選自由銅、鋁、鎢及鉬所組成之群中之至少一者。
- 如請求項1或2之積層體，其中上述無機絕緣層之材料係選自由氧化物、氮化物及氮氧化物所組成之群中之至少任一者。
- 如請求項1或2之積層體，其中上述無機絕緣層之材料包含選自由矽、鋁、及鈦所組成之群中之至少任一者。
- 如請求項1或2之積層體，其中上述無機絕緣層之厚度為10 μm以下。
- 如請求項1或2之積層體，其中上述金屬基板包含厚度方向上之一面及另一面、以及連結上述一面之周端緣及上述另一面之周端緣之側面，且 上述無機絕緣層配置於上述金屬基板之上述一面及上述側面。
- 一種散熱基板，其具備如請求項1至6中任一項之積層體。
- 一種積層體之製造方法，其係如請求項1至6中任一項之積層體之製造方法，且 使用真空成膜法，於厚度方向上之金屬基板之一面形成非晶質之無機絕緣層。
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| JP2022061607 | 2022-04-01 |
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ID=88201998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| TW112112511A TW202347643A (zh) | 2022-04-01 | 2023-03-31 | 積層體、散熱基板及積層體之製造方法 |
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-
2023
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| WO2023190659A1 (ja) | 2023-10-05 |
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