一种高热导率的铝基覆铜板及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种铝基覆铜板，包括铝板和复合于铝板表面的铜箔，所述铝板的一个表面具有氧化铝层，另一个表面具有均匀分布的锥状三维氧化铝微结构层，所述铜箔表面依次叠加复合有第一绝缘导热胶层和第二绝缘导热胶层，且所述锥状三维氧化铝微结构层嵌入所述第二绝缘导热胶层中。本发明专利技术铝基覆铜板在绝缘胶和铝基板之间构造微米级锥状结构，与导热填料含量较少的第二层绝缘导热胶层形成粘附力较大和界面连接，而且针锥结构本身作为导热通道的一部分，与第一层绝缘导热层的导热填料连接形成导热通道，从而既保障了界面连接可靠性，又提高了导热性能耐，浸焊和耐压性能较好。浸焊和耐压性能较好。

【技术实现步骤摘要】
一种高热导率的铝基覆铜板及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电子封装材料
，尤其涉及一种高热导率的铝基覆铜板及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着电子元器件日益小型化和高功率密度化，导致电子产品封装界面热流密度急剧增大，严重影响了器件和电子产品的稳定性和可靠性。高导热性金属复合基板是LED等功率器件封装电传输和散热的基础材料，可以很好的解决功率器件散热问题。
[0003]铝基覆铜板一般由铝板、绝缘层、铜箔构成，为了提升绝缘层的导热能力，需要在环氧树脂绝缘胶中按一定比例加入硅粉等导热性较强的填料，经过分散、固化等工艺过程形成绝缘导热胶层，再经过高温压合实现铝基板-绝缘层-铜箔粘结的铝基覆铜板。但是，上述高导热铝基覆铜板制造及服役过程中，绝缘胶与金属基板的连接界面由于粘附力弱、热应力等问题的存在，成为影响产品质量和可靠性的重要问题；另外导热性填料的加入会降低金属表面与绝缘胶的有效接触面积，增加初始裂纹缺陷数量，进而降低界面粘附力、耐浸焊和耐电压性能等，而减少填料又会降低产品导热性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题在于提供一种铝基覆铜板，该铝基覆铜板增强了绝缘胶与铝基板的有效接触面积和粘结力，且可提高铝基覆铜板的导热能力。
[0005]有鉴于此，本申请提供了一种铝基覆铜板，包括铝板和复合于铝板表面的铜箔，所述铝板的一个表面具有氧化铝层，另一个表面具有均匀分布的锥状三维氧化铝微结构层，所述铜箔表面依次叠加复合有第一绝缘导热胶层和第二绝缘导热胶层，且所述锥状三维氧化铝微结构层嵌入所述第二绝缘导热胶层中。
[0006]优选的，所述锥状三维氧化铝微结构层的氧化铝的高度为10～20μm，相邻最低点间距为2～10μm。
[0007]优选的，所述第二绝缘导热胶层的厚度不大于10μm，且小于第一绝缘导热胶层的厚度。
[0008]优选的，所述第二绝缘导热胶层的厚度为2～10μm，所述第一绝缘导热胶层的厚度为30～100μm。
[0009]本申请还提供了所述的铝基覆铜板的制备方法，包括以下步骤：
[0010]将铝板清洗后在其一表面制备氧化铝层，在其另一表面制备具有均匀分布的锥状三维氧化铝微结构层；
[0011]在铜箔表面依次涂覆第一绝缘导热胶层和第二绝缘导热胶层，所述第一绝缘导热胶层近铜箔表面端，再高温固化；
[0012]将所述第二绝缘导热胶层与所述锥状三维氧化铝微结构层接触并压制，得到铝基覆铜板。
[0013]优选的，所述第一绝缘导热胶中导热填料的含量为40～80wt％，所述第二绝缘导热胶中导热填料为0～15wt％。
[0014]优选的，所述第一绝缘导热胶层中的导热填料选自氧化铝、氮化铝、二氧化硅、碳化硅、氮化硅和氮化硼中的一种或多种，所述第二绝缘导热胶层中的导热填料选自氧化铝、氮化铝、二氧化硅、碳化硅、氮化硅和氮化硼中的一种或多种。
[0015]优选的，所述第一绝缘导热胶层由环氧树脂、增韧剂、偶联剂、固化剂和导热填料制备得到，所述第二绝缘导热胶层由环氧树脂、增韧剂、偶联剂、固化剂和导热填料制备得到。
[0016]优选的，所述压制为先真空预压制再真空压合压制。
[0017]优选的，所述真空压合压制的温度为200～300℃，压强为200～300psi。
[0018]本申请提供了一种铝基覆铜板，其包括铝板和复合于铝板表面的铜箔，所述铝板的一个表面具有微弧氧化法制备的氧化铝层，另一个表面具有均匀分布的锥状三维氧化铝微结构层，所述铜箔表面依次叠加复合有第一绝缘导热胶和第二绝缘导热胶，且所述锥状三维氧化铝微结构层嵌入所述第二绝缘导热胶层中。本专利技术利用铝基板表面的微米级锥状三维氧化铝结构和铝箔表面的第二绝缘导热胶共同形成压合界面，一方面增加了绝缘胶与铝板的有效接触面积和粘结力，同时锯齿形的界面结构降低了热应力对界面的损伤和由此产生的裂纹；另一方面，具有一定高度的锥状三维氧化铝结构作为导热结构可以与第一绝缘导热胶层连接，形成导热通道，有效保障和提升产品导热能力。
附图说明
[0019]图1为本专利技术实施例制备的铝基覆铜板的结构示意图。
具体实施方式
[0020]为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。
[0021]鉴于铝基覆铜板的金属基板和铜板之间绝缘层的存在进而影响铝基覆铜板粘附力和导热性能的问题，本申请提供了一种铝基覆铜板，其通过在铜箔表面涂覆两层不同填料含量的绝缘胶及在铝基板表面制备三维氧化微结构，使得绝缘胶与基板有效接触面积增加，提升界面粘结力，增强导热能力，进而提高铝基覆铜板的品质。具体的，本专利技术实施例公开了一种铝基覆铜板，包括铝板和复合于铝板表面的铜箔，所述铝板的一个表面具有微弧氧化法制备的氧化铝层，另一个表面具有均匀分布的锥状三维氧化铝微结构层，所述铜箔表面依次叠加复合有第一绝缘导热胶层和第二绝缘导热胶层，且所述锥状三维氧化铝微结构层嵌入所述第二绝缘导热胶层中。
[0022]在本申请中，本申请所述铝板表面的锥状三维氧化铝微结构层的氧化铝的高度为10～20μm，相邻最低点间距为2～10μm；更具体的，所述高度为10～15μm，间距为2～7μm。上述微结构层的氧化铝的高度需要与第二绝缘导热胶层进行配合，以使粘附力和导热性得以提高。
[0023]本申请中，所述铜箔表面依次叠加的第一绝缘导热胶层具有发挥导热绝缘的作
用，其导热填料的含量为40～80wt％，更具体的，所述导热填料的含量为55～70wt％，其含量越高热导率越高；第二绝缘导热胶层主要增强界面粘结力，其与铝基板连接，其导热填料的含量为0～15wt％，更具体的，所述导热填料的含量为5～12wt％，其含量愈高，粘结力越低，需要基体的微结构充当填料的作用，同时能够与第一绝缘导热胶层形成更大的面积接触；同时，所述第二绝缘导热胶层中导热填料的含量即使为0，铝板表面的微结构层也会插入第二绝缘导热胶层，不会影响网络的形成，更不会影响铝基覆铜板的导热性。所述第二绝缘导热胶层的厚度不大于10μm，且小于第一绝缘导热胶层的厚度，更具体的，所述第二绝缘导热胶层的厚度为2～10μm，所述第一绝缘导热胶层的厚度为30～100μm。所述第二绝缘导热胶层的厚度不能超过上述微结构层的高度，即所述微结构层全部嵌入所述第二绝缘导热胶层或所述微结构层不仅嵌入所述第二绝缘导热层还与所述第一绝缘导热胶层接触，否则，铝基覆铜板的热导率则会下降。
[0024]本申请还提供了铝基覆铜板的制备方法，包括以下步骤：
[0025]A)将铝板清洗后在其一表面制备氧化铝层，在其另一表面制备具有均匀分布的锥状三维氧化铝微结构层；
[0026]B)在铜箔表面依次涂覆第一绝缘导热胶层和第二绝缘导热胶层，所述第一绝缘导热胶层近铜箔表面端，再高温固化；
[0027]C)将所述第二绝缘导热胶层与所述锥状三维氧化铝微结构层接触本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝基覆铜板，包括铝板和复合于铝板表面的铜箔，所述铝板的一个表面具有氧化铝层，另一个表面具有均匀分布的锥状三维氧化铝微结构层，所述铜箔表面依次叠加复合有第一绝缘导热胶层和第二绝缘导热胶层，且所述锥状三维氧化铝微结构层嵌入所述第二绝缘导热胶层中。2.根据权利要求1所述的铝基覆铜板，其特征在于，所述锥状三维氧化铝微结构层的氧化铝的高度为10～20μm，相邻最低点间距为2～10μm。3.根据权利要求2所述的铝基覆铜板，其特征在于，所述第二绝缘导热胶层的厚度不大于10μm，且小于第一绝缘导热胶层的厚度。4.根据权利要求1或3所述的铝基覆铜板，其特征在于，所述第二绝缘导热胶层的厚度为2～10μm，所述第一绝缘导热胶层的厚度为30～100μm。5.权利要求1所述的铝基覆铜板的制备方法，包括以下步骤：将铝板清洗后在其一表面制备氧化铝层，在其另一表面制备具有均匀分布的锥状三维氧化铝微结构层；在铜箔表面依次涂覆第一绝缘导热胶层和第二绝缘导热胶层，所述第一绝缘导热胶层近铜箔表面端，再高温固化...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋晓辉，张洪敏，张萍，庄春生，王其富，王建业，
申请(专利权)人：河南省科学院应用物理研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：