超高导热金属基线路板及其制备方法技术

本发明专利技术揭示了一种超高导热金属基线路板，包括基材层，和按序附着在所述基材层表面的复合导热绝缘层及采用印刷电子技术印制的导电线路层，所述复合导热绝缘层包括衬底层和绝缘层，所述衬底层的上表面与所述绝缘层贴附，所述衬底层的下表面附着在所述基材层表面上。本发明专利技术还揭示了上述超高导热金属基线路板的制备方法。本发明专利技术超高导热金属基线路板在满足其热量转移的同时，克服耐击穿电压低、剥离强度低、导电线路厚薄不均等方面的不足。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种具有超高导热性能的金属基线路板及其制备方法，属于电子

技术介绍
随着微电子技术的快速发展，电子器件的微型化、芯片的主频不断提高、单个芯片的功耗逐渐増大，这些都导致热流密度急剧提高，尤其表现在照明LED、太阳能电池、处理器等领域。线路板作为电子器件的重要电子部件，不仅是电子器件的支撑体，而且是电子元器件线路连接的提供者，进ー步也作为所封装的通常会产生高热流密度器件的直接导热散热途径。无树脂的金属基线路板，即引入各类绝缘导热材料代替传统高热阻高分子聚合物作为介质层的金属基线路板，作为新一代的电子元器件封装的热管理解决方案，已展现出其突出的导热优势。目前无树脂的金属基线路板的结构通常为:金属基材层一绝缘导热材料层一导电线路层。上述结构的无树脂金属基线路板虽具有极为优异的导热散热能力，但仍存在下述缺陷: 1.由于上述金属基材层一绝缘导热材料层一导电线路层的三层结构、且绝缘导热材料层和导电线路层一般通过气相沉积技术、化学电镀技术或等离子喷涂技术获得，使上述三层结构的各层由于各自的晶格排列及膨胀系数存在差异而导致线路板剥离强度差，具体解释为金属基材层与绝缘导热材料层之间、绝缘导热材料层与导电线路层之间的附着力较弱。2.气相沉积技术、化学电镀技术或等离子喷涂技术获得的绝缘导热材料层，其表面有微观空隙或缺陷，以至采用气相沉积技术或化学电镀技术设置导电线路层时，制得导电线路层所用材料中的金属粒子会渗入绝缘导热材料层表面上的微观空隙或缺陷内，从而使绝缘导热材料层的有效厚度降低，进ー步造成线路板耐击穿电压下降。3.无树脂金属基线路板的导电线路层主要采用化学电镀技术制得，会出现导电线路层厚薄不均匀，特别是以高载流为目的需要具备较厚的导电线路层时，上述厚薄不均匀的弊端更为明显，从而将影响其上的线路精度以及无树脂金属基线路板性能的稳定性。因此，作为新一代的电子元器件封装的热管理解决方案的无树脂的金属基线路板，其虽具有导热散热能力优异的特点，但由于上述缺陷未被克服，仍旧没有被电子行业等各领域广泛应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种解决上述技术问题的超高导热金属基线路板，本专利技术采用印刷电子技术印制导电线路层，尤其适用于高热流密度电子元器件的封装领域，在满足其热量转移的同时，克服耐击穿电压低、剥离强度低、导电线路厚薄不均等方面的不足。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现: ー种超高导热金属基线路板，包括基材层，和按序附着在所述基材层表面的复合导热绝缘层及采用印刷电子技术印制的导电线路层，所述复合导热绝缘层包括衬底层和绝缘层，所述衬底层的上表面与所述绝缘层贴附，所述衬底层的下表面附着在所述基材层表面上。本专利技术进一步地,所述衬底层是包括Cr、T1、N1、Fe、Mo、Zr、Au、Cu、Ag、Pd、S1、SiC、A1203中的ー种或多种材料，经PVD技术、CVD技术、离子束技术、等离子喷涂技术或阳极氧化技术中任一方法制成的涂层，目的是完成所述基材层到所述绝缘层的过渡。本专利技术进一歩地，所述绝缘层是包括DLC材料或陶瓷材料中的ー种材料或两种材料，经PVD技术、CVD技术、离子束技术、等离子喷涂技术或阳极氧化技术中任一方法制成的涂层。本专利技术进一歩地，所述基材层是包括但不限于铜、铜合金、铝、铝合金、镁、镁合金、铁、铁合金中的ー种或多种材料制得。本专利技术进一歩地，所述导电线路层是包括但不限于铜颗粒、银颗粒或石墨颗粒中的ー种或多种材料制得。本专利技术还提供ー种超高导热金属基线路板的制备方法，包括如下步骤: ①对基材层进行清洗并烘干； ②选取制备衬底层所需材料，经PVD技木、CVD技术、离子束技术、等离子喷涂技术或阳极氧化技术制得衬底层； ③选取制备绝缘层所需材料，经PVD技木、CVD技术、离子束技术、等离子喷涂技术或阳极氧化技术制得绝缘层； ④导电线路层的设置: 准备网版， 制备导电浆料，将粒径在0.2 ii m 3 ii m之间的金属颗粒进行防氧化和阳极处理、或将粒径在0.2 ii m 3 ii m之间的非金属颗粒,与质量为所述金属颗粒或非金属颗粒质量3% 10 %的粘结剂混合制得导电浆料， 定位网版，把制得的导电浆料印刷成导电线路图形， 导电浆料的固化，在温度120°C 500°C条件下，将印刷成导电线路图形的导电浆料烘烤IOmin lOOmin，制得附着在所述绝缘层表面的导电线路层。本专利技术进一歩地，步骤④中所述的金属颗粒包括但不限于铜颗粒或银颗粒，所述的非金属颗粒包括但不限于石墨颗粒，所述粘结剂为包括但不限于可固化树脂。本专利技术的应用施行，其显著的技术效果主要体现在: ⑴通过本专利技术所设置的复合导热绝缘层，由于其起过渡作用的衬底层存在，使复合导热绝缘层与基材层的附着力增强，进ー步提升线路板的剥离强度； ⑵本专利技术采用印刷电子技术印制得到导电线路层，避免采用传统的化学电镀技术而产生的导电线路层厚薄不均匀的缺点，有利于线路板产品性能稳定和线路精度的准确； ⑶使用本专利技术制备得到的导电浆料，并结合印刷电子技术印制得到导电线路层，经实验证明，由于所述导电浆料表面具有的张力、以及采取一定大小的金属颗粒或非金属颗粒，使上述金属颗粒或非金属颗粒不会渗入绝缘层微观空隙或缺陷内，进ー步提升绝缘层的有效厚度、和提闻耐击穿电压。⑷由于导电浆料含有少量的粘结剂，使导电线路层与复合导热绝缘层之间有较强的分子间作用力或形成化学键，从而也进ー步使本专利技术超高导热金属基线路板的剥离强度提闻。因此，本专利技术超高导热金属基线路板在满足其热量转移的同时，克服耐击穿电压低、剥离强度低、导电线路厚薄不均等方面的不足。以下便结合附图，对本专利技术的具体实施方式作进ー步的详述，以使本专利技术技术方案更易于理解、掌握。附图说明图1是本专利技术实施例的结构示意图。其中:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高导热金属基线路板，其特征在于：包括基材层（6），和按序附着在所述基材层（6）表面的复合导热绝缘层（5）及采用印刷电子技术印制的导电线路层（3），所述复合导热绝缘层（5）包括衬底层和绝缘层，所述衬底层的上表面与所述绝缘层贴附，所述衬底层的下表面附着在所述基材层（6）表面上。

【技术特征摘要】
1.ー种超高导热金属基线路板，其特征在于:包括基材层(6)，和按序附着在所述基材层(6)表面的复合导热绝缘层(5)及采用印刷电子技术印制的导电线路层(3)，所述复合导热绝缘层(5 )包括衬底层和绝缘层，所述衬底层的上表面与所述绝缘层贴附，所述衬底层的下表面附着在所述基材层(6)表面上。2.根据权利要求1所述的超高导热金属基线路板，其特征在于:所述衬底层是包括Cr、T1、N1、Fe、Mo、Zr、Au、Cu、Ag、Pd、S1、SiC, Al2O3 中的ー种或多种材料，经 PVD 技术、CVD 技术、离子束技术、等离子喷涂技术或阳极氧化技术中任一方法制成的涂层。3.根据权利要求1所述的超高导热金属基线路板，其特征在于:所述绝缘层是包括DLC材料或陶瓷材料中的ー种材料或两种材料，经PVD技术、CVD技术、离子束技术、等离子喷涂技术或阳极氧化技术中任一方法制成的涂层。4.根据权利要求1所述的超高导热金属基线路板，其特征在于:所述基材层(6)是包括铜、铜合金、铝、铝合金、镁、镁合金、铁、铁合金中的ー种或多种材料制得。5.根据权利要求1所述的超高导热金属基线路板，其特征在于:所述导电线路层(3)是包括铜颗粒、银颗粒或石墨颗粒中的一种或多种导电材料制得。6.ー种超高导热金属基线路板的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国昌，阮国宇，林昕，
申请(专利权)人：苏州热驰光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32