一种散热基板及其制备方法和应用以及电子元器件技术

本发明专利技术涉及用于电子元器件封装的散热基板领域，公开了一种散热基板及其制备方法和应用以及电子元器件。该散热基板包括：金属‑陶瓷复合板，所述金属‑陶瓷复合板为金属层包覆陶瓷体；以及在所述金属层的外表面上，至少部分区域形成有与所述金属层成为一体的金属氧化层；和未形成所述金属氧化层的焊接区域，用于连结铜基板和芯片。可以提供具有好的抗腐蚀、焊接、结合力性能的散热基板，并降低制得的电子元器件的厚度。同时制备工艺简单，易于工业化，减少镍的使用和废液排放，有利于环保。

A heat dissipation substrate and its preparation method and application as well as electronic components

The invention relates to the field of heat dissipation substrate for electronic component encapsulation, and discloses a heat dissipation substrate, a preparation method and application thereof, and an electronic component. The heat sink includes a metal ceramic composite plate and a metal coating ceramic composite plate, and on the outer surface of the metal layer, at least part of the area forms a metal oxide layer with the metal layer, and a welding area that does not form the metal oxide layer and is used to connect copper. A substrate and a chip. It can provide a heat dissipation substrate with good corrosion resistance, welding and bonding properties, and reduce the thickness of the electronic components manufactured. At the same time, the preparation process is simple, easy to industrialize, reduce the use of nickel and discharge of waste liquid, which is beneficial to environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种散热基板及其制备方法和应用以及电子元器件
本专利技术涉及用于电子元器件封装的散热基板领域，具体地，涉及一种散热基板及其制备方法和应用以及电子元器件。
技术介绍
在电子元器件的制备工艺中，通常需要使用封装材料解决电子电路，如芯片的热失效问题。封装材料既需要起到能够承受焊接铜基板并承载芯片的作用，还要同时负责散热。由于进行热交换的过程中封装材料与冷却液相接触，还要求封装材料具有防腐性能。因此在实际使用中，封装材料通常以基板的形式应用，要求基板的一面焊接铜基板并承载芯片，能够具有焊接功能；相对的另一面与冷却液相接触实现散热，能够具有防腐功能。而为了满足此要求，目前通常的解决方法是将整个基板进行镀镍。但这严格要求基板的表面的质量，如有凹坑、砂眼等，镀镍不能掩盖这些缺陷，会造成焊接优良率低。虽然可以通过镀层结构的设计，增加镀层厚度，但明细增加生产的成本。CN102534627A公开了一种SiC/Al复合材料表面的发黑处理方法，采用依次进行前处理、阳极氧化、表面金属化、发黑处理的生产流程，得到最终的成品。该方法中经过阳极氧化后，得到SiC/Al复合材料表面氧化膜，然后经过表面金属化得到表面的导电层，再经采用镀镍或黑铬电镀方法的发黑处理得到成品。该方法的目的是解决SiC/Al复合材料在特定的应用场合(用于卫星照相机系统的结构件)需要控制材料对光的反射程度的问题。该方法没有涉及电子元器件的制备工艺中封装材料的制备方法。CN104183683A公开了一种基于铝基复合材料基板的多芯片LED封装方法，包括：将铝基复合材料进行表面抛光，再在表面蒸发一层铝膜；将沉积好铝膜的衬底进行掩膜光刻，然后进行选择性阳极氧化，使用作绝缘层的铝膜完全氧化成多孔型氧化铝层；在阳极氧化好的衬底表面溅射金属籽晶层，通过光刻、显影得到表面电极图形，然后通过电镀加厚所述表面电极图形，得到表面电极金属层，去除光刻胶和腐蚀籽晶层，获得大功率LED封装的表面道题布线和电极焊区；在所述衬底表面电极焊区进行LED的多芯片微组装与微互连，最后进行透明外壳的封装。该方法在基板的表面沉积铝膜之后，再将铝膜氧化以提供氧化层，以解决LED特殊封装要求的散热问题。现有技术在电子元器件的制备工艺中采取镀镍方法解决封装材料的散热和防腐问题，但是存在产品优良率低，成本高的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决封装电子元器件所使用的散热基板存在的上述问题，提供一种散热基板及其制备方法和应用以及电子元器件。为了实现上述目的，本专利技术提供一种散热基板，其中，该散热基板包括：金属-陶瓷复合板，所述金属-陶瓷复合板为金属层包覆陶瓷体；以及在所述金属层的外表面上，至少部分区域形成有与所述金属层成为一体的金属氧化，和未形成所述金属氧化层的焊接区域，用于连结铜基板和承载芯片。本专利技术还提供了一种制备本专利技术的散热基板的方法，包括：将金属-陶瓷复合板直接进行金属氧化，其中，所述金属-陶瓷复合板为金属层包覆陶瓷体的复合板材；在金属层的外表面上形成与金属成为一体的金属氧化层；将所述金属氧化层的至少部分区域进行激光刻蚀，去除所述金属氧化层形成焊接区域。本专利技术还提供了一种本专利技术的散热基板在电子元器件中的应用。本专利技术还提供了一种电子元器件，该电子元器件包括：散热基板，所述散热基板具有未形成金属氧化层的焊接区域；以及在所述焊接区域的表面上依次层叠地形成的第一焊层、第一铜基板、衬板、第二铜基板、第二焊层和芯片，所述芯片与所述第二铜基板通过导线连接；所述散热基板为本专利技术的散热基板。通过上述技术方案，采取在金属-陶瓷复合板的金属层外表面上原位直接氧化形成金属氧化层，可以提供具有散热、防腐和焊接功能的散热基板，该散热基板的结合强度更大，可以更好地承载芯片，克服已有技术中采取镀镍方法的缺陷。通过上述技术方案，可以提供得到的散热基板以更好的焊接性能，即通过静滴法测试，散热基板有更好的润湿性能。再有提供的散热基板通过中性盐雾测试有更好的防腐蚀性能。而且该散热基板形成有焊接区域，可以形成的电子元器件节省焊接金属层，降低电子元器件的厚度。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为散热基板的结构示意图；图2为电子元器件的结构示意图；图3为静滴法测试接触角θ示意图。附图标记说明1、金属-陶瓷复合板2、金属氧化层3、焊接区域4、第一焊层5、第一铜基板6、衬板7、第二焊层8、第二铜基板9、芯片10、导线具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术的第一目的，提供一种散热基板，如图1所示，其中，该散热基板包括：金属-陶瓷复合板1，所述金属-陶瓷复合板为金属层包覆陶瓷体；以及在所述金属层的外表面上，至少部分区域形成有与所述金属层成为一体的金属氧化层2，和未形成所述金属氧化层的焊接区域3，用于连结铜基板和承载芯片。根据本专利技术，所述金属氧化层通过将所述金属层直接进行氧化而形成，包覆所述金属层。所述金属氧化层由所述金属层直接原位氧化形成，可以结合强度更大。可以通过金相显微镜进行照相观察，观察本专利技术提供的散热基板的截面，所述金属-陶瓷复合板的金属层和所述金属氧化层之间没有分界。而如果通过涂覆或沉积金属层再氧化得到金属氧化层，则通过金相显微镜观察在所述金属-陶瓷复合板的金属层与形成的金属氧化层之间存在明显的分界。所述金属层未被所述金属氧化物层包覆的区域形成焊接区域。进一步地，所述金属氧化层可以设置焊接面(或A面)和散热面(或B面)。焊接面(或A面)与散热面(或B面)可以是所述散热基板上两个相对的面，且一般是所述散热基板上面积最大的两个面。更优选地，仅在所述金属氧化层的焊接面设置所述焊接区域，可以进一步用于焊接铜基板和芯片。所述散热面可以与冷却液相接触用于散热。优选情况下，所述焊接区域设置在所述散热基板一侧的所述金属氧化层上；另一侧的所述金属氧化层用于与冷却液接触，进行散热。本专利技术中，更优选地，所述焊接区域只要满足进一步地与铜基板焊接即可。所述焊接区域“嵌入”在所述金属氧化层中，可以提供进一步制备电子元器件时，铜基板不需要焊接金属层即可以与所述散热基板连接，可以实现电子元器件的厚度减小，提供更好的封装性能。本专利技术中，提供的散热基板可以通过上述原位直接形成金属氧化层和所述焊接面上设置的“嵌入”所述金属氧化层的所述焊接区域，提供所述散热基板同时具有更好的结合强度、焊接性能和抗腐蚀性能。根据本专利技术，所述散热基板可以选用电子元器件封装材料中常规使用的基板材料作为基材，例如可以是含有金属的基材，可以优选金属-陶瓷复合板作为基材。进而在此基材上形成所述金属氧化层、焊接区域。优选情况下，所述陶瓷体选自SiC陶瓷体或S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种散热基板，其特征在于，该散热基板包括：金属‑陶瓷复合板，所述金属‑陶瓷复合板为金属层包覆陶瓷体；以及在所述金属层的外表面上，至少部分区域形成有与所述金属层成为一体的金属氧化层，和未形成所述金属氧化层的焊接区域，用于连结铜基板和承载芯片。

【技术特征摘要】
1.一种散热基板，其特征在于，该散热基板包括：金属-陶瓷复合板，所述金属-陶瓷复合板为金属层包覆陶瓷体；以及在所述金属层的外表面上，至少部分区域形成有与所述金属层成为一体的金属氧化层，和未形成所述金属氧化层的焊接区域，用于连结铜基板和承载芯片。2.根据权利要求1所述的基板，其中，所述金属氧化层通过所述金属层直接进行氧化形成。3.根据权利要求1或2所述的基板，其中，所述陶瓷体选自SiC陶瓷体或Si陶瓷体；所述金属层为Al金属层、Mg金属层或Ti金属层；所述金属氧化层为氧化铝层、氧化镁层或氧化钛层。4.根据权利要求1或2所述的基板，所述金属层的厚度为20～500μm；所述金属氧化层的厚度为5～300μm。5.根据权利要求1或2所述的基板，其中，所述金属氧化层与所述金属层的结合强度按照百格法测定达到4B以上。6.一种制备权利要求1-5中任意一项所述的散热基板的方法，包括：将金属-陶瓷复合板直接进行金属氧化，其中，所述金属-陶瓷复合板为金属层...

【专利技术属性】
技术研发人员：连俊兰，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44