一种具有绝缘层的金属基板，其包括至少具有铝基底的金属基板和形成在所述金属基板的所述铝基底上的绝缘层。绝缘层是铝的多孔型阳极氧化膜。阳极氧化膜包括阻挡层部分和多孔层部分，并且至少多孔层部分在室温具有压缩应变。应变的大小在0.005％至0.25％的范围内。阳极氧化膜具有3微米至20微米的厚度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有绝缘层的金属基板，所述金属基板具有阳极氧化膜作为绝缘层，其用于半导体器件、太阳能电池等中，以及其制备方法；半导体器件及其制备方法；太阳能电池及其制备方法；电子电路及其制备方法；以及发光元件及其制备方法。尤其是，本专利技术涉及具有绝缘层的金属基板，其中阳极氧化膜在室温具有压缩应变(压缩方向上的应变)，以及其制备方法；半导体器件及其制备方法；太阳能电池及其制备方法；电子电路及其制备方法；以及发光元件及其制备方法。
技术介绍
随着电子器件的性能和功能增加以及它们的尺寸和重量降低，减小的尺寸、降低 的厚度和更大的柔韧性是其上安装有发光元件如激光、LED和有机EL，以及CPU、电子器件 和电子电路的基板的需要。作为柔性基板，已经使用耐热聚合物膜如聚酰亚胺树脂、聚醚坐寸ο此外，在半导体器件中，因为产生大量的热，从为防止冒烟、着火等的问题的安全性的角度，以及从为防止性能降低和归因于热的劣化的问题的可靠性的角度，对于热的对策是不可避免的。由器件产生的热通过经由基板的热传导，热转移至空气以及空气的对流或通过辐射等而散热，但是通常，大部分的散热归因于向基板的热传导而出现。为此，需要具有高热传导特性的基板，并且开发了新的散热材料和具有高热导率的材料(例如，参考专利文献I)。通常，有机材料具有非常低的热导率(导热系数λ为约0.2W/mK)，并且虽然尝试了通过形成具有导热纤维的复合物来增加热导率，所提高的热导率不超过10W/mK，这并不足够。因此，使用了在由具有高热辐射特性的铝构成的主体的顶部上具有绝缘层的基板(例如，参考专利文献2)。提出了使用有机材料如环氧树脂的技术用于绝缘层，但在这种情况下存在以下问题铝与有机材料之间的粘合强度弱，并且存在在电子器件长期使用的过程中导致层离的风险。已经尝试了改善这些问题，但改善仍然不足。因此，目前，已经尝试了使用阳极氧化膜作为形成在金属基底上的绝缘层(例如，参考专利文献3和4)。专利文献3公开了耐热绝缘基板包括金属基板和经由由可阳极氧化金属制成的中间层设置在金属基板的至少一个表面上的绝缘层，其中绝缘层由构成中间层的金属的阳极氧化物质制成。在专利文献3的耐热绝缘金属基板中，可以使用不锈钢基板、铜基板、铝基板、钛基板、铁基板或铁合金基板中的任一个作为金属基板。注意到在专利文献3中，当中间层是铝时，阳极氧化膜是Al2O3 (氧化铝)膜。此外，专利文献3的耐热绝缘基板用于传感器或微反应器中，并且其使用温度被假设为至少200°C。此外，专利文献I陈述可以通过光刻以所需的图案形成中间层和绝缘层的层合体。在通过将铝阳极氧化获得的Al2O3膜中，阳极氧化膜自身的耐热性极高。此外，Al2O3也是绝缘的，因为它是陶瓷。此外，阳极氧化膜的形成在工业上通过辊至辊工艺进行，并且生产率高。此外，专利文献4描述了一种太阳能电池，所述太阳能电池具有太阳能电池基板上的光电转换层，所述太阳能电池基板通过以下方式获得通过阳极氧化在铝基板上形成具有多个孔的第一绝缘氧化物膜，并且之后在一些孔上形成第二绝缘膜以获得5-80%的封孔率。 当使用阳极氧化膜用于耐热绝缘基板时，所关心的问题是经受器件安装过程中的 回流焊的能力、半导体元件的制备过程中的耐热性、用于辊至辊制备过程中的柔性基板的耐弯曲性以及长期耐久性和强度。这些全都是归因于阳极氧化膜不能经受当将应力从外部施加至阳极氧化膜时出现的应力和裂纹而产生的问题。形成在Al材料上的阳极氧化膜的破裂由Al的线性膨胀系数(23ppm/K)大于阳极氧化膜的线性膨胀系数的事实导致。这里，专利技术人知道阳极氧化膜的线性膨胀系数为5ppm/K。因为铝的线性热膨胀系数为23ppm/K，据信破裂归因于阳极氧化膜不能经受归因于温度升高由线性热膨胀系数上18ppm/K的巨大区别导致的阳极氧化膜中的拉伸应力的事实而出现。例如，当将半导体元件等安装在基板上时，通常使用回流焊工艺，其为具有低成本和短处理时间的技术。采用该技术，因为将整个安装好的基板通过红外线或热空气加热而由基板导致大量的热应力。在银/锡共融焊接的情况下，例如，回流焊条件为在210°C持续30秒，并且需要在绝缘层中不出现破裂等并且需要在整个过程中基板的绝缘性质不减少。然而，当使用传统的阳极氧化的基板时，耐热性差，并且在阳极氧化膜中出现破裂并且在回流焊过程中绝缘性质下降。如从非专利文献I清楚的，已知的是当将Al基板上的阳极氧化膜加热至120°C以上时破裂出现，并且一旦破裂出现，存在绝缘性质变差的问题，并且尤其是，漏电流增加。此外，还存在随时间劣化的问题，因为在实际器件的使用环境中，由于器件运行时产生的热导致高温，并且归因于室温与高温之间的反复循环基板反复地经历热膨胀和收缩。当长期重复温度增加和降低时，应力集中在阳极氧化膜内、在阳极氧化膜的表面上或在阳极氧化膜与金属基底之间的界面处，并且在易于出现裂纹的产生和传播上存在耐破裂性上的问题。尤其是，当使用其中阳极氧化膜形成为绝缘层的基板作为用于电子器件的需要绝缘性质的基板时，当在绝缘层中产生裂纹时，它们成为用于漏电流的通路并且导致绝缘性质上的下降。此外，在最差的情况下，存在归因于使用裂纹作为通路的漏电流的绝缘击穿的风险。此外，在辊至辊工艺中的传送过程中遭受冲击或遭受弯曲应变的情况下，也可能出现归因于破裂的绝缘性质下降的问题。因此，使用具有阳极氧化膜的基板作为绝缘基板具有耐热性、耐弯曲性和长期可靠性多个问题。因此，过去进行了尝试以改善阳极氧化膜的多个问题(例如，参考专利文献5-10)。专利文献5公开了阳极氧化的铝合金，所述阳极氧化的铝合金包含铝合金以及形成在铝合金的表面上的阳极氧化膜，所述铝合金含有O. 1-2.0质量％1%、0. 1-2. O质量％ Si和O. 1-2. O质量％ Mn作为合金组分，其中Fe、Cr和Cu的含量各自被限制至O. 03质量％以下，并且余量由Al和不可避免的杂质组成。在该合金中，存在硬度在阳极氧化膜的厚度方向上不同的位置，并且如作为维氏硬度测量的最大硬度的位置与最小硬度的位置之间的区别为至少5。在专利文献5的阳极氧化的铝合金中，即使破裂出现，裂纹的传播也被抑制，以至于裂纹不会延伸至与铝合金自身同样长。专利文献6公开了，在使用数字照相术工艺的影印机中使用的薄熔化辊中，提供了硬度上的区别，以使得比较远离辊材料的内部表面一侧的硬度大于比较靠近辊材料的内部表面一侧的硬度。专利文献6的薄熔化辊具有抗变形之后的剥离的高强度和提高耐破裂性的目的。·此外，在专利文献7的树脂涂布的铝合金部件中，经历过阳极氧化物涂层的封孔的阳极氧化膜形成在铝合金基体的表面部分上，并且氟树脂或硅树脂的树脂涂层形成在阳极氧化膜的顶部，并且网状裂纹形成在阳极氧化膜中。树脂从顶部的树脂涂层连续渗入并且充满阳极氧化膜中的网状裂纹。在专利文献7中，与裂纹内的树脂为整体的树脂涂层被有力地保持至阳极氧化膜并且展现出对其非常高的附着性，因为裂纹内的树脂具有沿网状裂纹在表面方向上连续并分枝的网的形式。专利文献8公开了一种阳极氧化膜，所述阳极氧化膜具有作为用于真空室中使用的部件的材料的出色的耐破裂性和耐腐蚀性。归因于铝合金基体与阳极氧化膜的线性热膨胀系数上的区别，力作用于阳极氧化膜，并且当该力超过膜所能耐受的力时，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤圭吾，中山龙一，祐谷重德，向井厚史，铃木信也，宫下阳太，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。