專利名稱：大功率電子器件模組用基板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大功率電子產(chǎn)品領(lǐng)域，特別涉及ー種大功率電子器件模組用基板及其制備方法。
背景技術(shù)：
在電子エ業(yè)中，大功率的通訊路板或大功率LED光源在正常工作下常常會(huì)產(chǎn)生大量的熱，這些熱量必須及時(shí)排出到環(huán)境中，否則將會(huì)引起電子原件溫度升高，影響其正常エ作，有時(shí)甚至損毀。為達(dá)到良好的散熱，通常利用的基板為陶瓷基板或金屬基板。陶瓷基板常用的有兩種，一種是氧化鋁(A1203)，另ー種是氮化硅，氮化鋁的導(dǎo)熱系數(shù)為20-30w/mk，一般只能用于較小的功率元件封裝，氮化硅的導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)到170w/mk，是理想的高導(dǎo)熱封裝基板 材料，但其制造成本高昂，以及難以進(jìn)行機(jī)械加工的弱點(diǎn)限制了它的使用。另ー種是金屬基板，由于金屬材料與其線路板之間必須有ー層絕緣層，以保證電路的隔離，而該絕緣層的導(dǎo)熱系數(shù)通常較低，這導(dǎo)致整個(gè)金屬基板的散熱性能下降，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于氮化硅的陶瓷基板。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種導(dǎo)熱性能好，又具有良好的電氣絕緣性能的大功率電子器件模組用基板及其制備方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是ー種大功率電子器件模組用基板，包括高導(dǎo)熱的金屬基板和固定連接于所述金屬基板上的高導(dǎo)熱性絕緣層。優(yōu)選的，所述高導(dǎo)熱性絕緣層為金剛石、人造金剛石、類金剛石、碳化硅、氮化硅、或氮化招。優(yōu)選的，所述金屬基板為導(dǎo)熱系數(shù)在50w/mk及以上的金屬片。優(yōu)選的，所述高導(dǎo)熱性絕緣層設(shè)置于所述金屬基板的一面、兩面、三面、四面、五面、或所有面。優(yōu)選的，還包括用于焊接和連接LED模塊的高導(dǎo)熱的金屬電路層，所述金屬電路層固定連接于所述高導(dǎo)熱性絕緣層上。優(yōu)選的，所述金屬基板上設(shè)置有固定孔，所述固定孔的側(cè)壁上設(shè)有所述高導(dǎo)熱性絕緣層。優(yōu)選的，高導(dǎo)熱性絕緣層的厚度為I微米到100微米，其有效導(dǎo)熱系數(shù)為25W/mk及以上。優(yōu)選的，所述金屬電路層上面設(shè)有鍍金層。ー種大功率電子器件模組用基板的制備方法，包括以下步驟，
第一歩，金屬基板的制備；
第二步，在金屬基板的一面、兩面、三面、四面、五面、或所有面上形成高導(dǎo)熱性絕緣層。
優(yōu)選的，所述第二步采用化學(xué)沉積或機(jī)械壓制的方法制備。采用本技術(shù)方案的有益效果是在金屬基板上直接生成高導(dǎo)熱性絕緣層，使整個(gè)基板既具有金屬基板便于加工和價(jià)格低廉的特性，又具有陶瓷基板絕緣性能和高導(dǎo)熱性能同時(shí)兼顧的優(yōu)點(diǎn)。


圖I是本發(fā)明ー種大功率電子器件模組用基板實(shí)施例I的示意 圖2是本發(fā)明ー種大功率電子器件模組用基板實(shí)施例2的示意 圖3是本發(fā)明ー種大功率電子器件模組用基板實(shí)施例3的示意 圖4是本發(fā)明ー種大功率電子器件模組用基板實(shí)施例4的示意圖；圖5是本發(fā)明ー種大功率電子器件模組用基板實(shí)施例5的示意圖。圖中數(shù)字和字母所表示的相應(yīng)部件名稱
I.金屬基板 2.高導(dǎo)熱性絕緣層 4.金屬電路層 5.阻焊層 6. LED芯片8.鍍金層11.固定孔。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)的說明。實(shí)施例1，
如圖I所示，ー種大功率電子器件模組用基板，包括高導(dǎo)熱的金屬基板I和固定連接于所述金屬基板I底面上的高導(dǎo)熱性絕緣層2。所述金屬基板I上設(shè)置有固定孔11，在所述金屬基板I的上面設(shè)置有ー層鍍金層8，鍍金層8上面可直接共陽極(或共陰極)焊接LED芯片6，本安裝方式使金屬基板作為電路的一部分，結(jié)構(gòu)更簡單，省略了電路層和絕緣層，散熱效果更好，鍍金層8的設(shè)置進(jìn)一步提高了 LED芯片6和金屬基板I之間的電連接性能。上述高導(dǎo)熱性絕緣層2為金剛石、人造金剛石、類金剛石、碳化硅、氮化硅、或氮化鋁中的ー種。所述金屬基板I為導(dǎo)熱系數(shù)在50w/mk及以上的金屬片，如符合要求的銅、銀、鋁或其它合金。本實(shí)施例在金屬基板I的底面形成ー層高導(dǎo)熱性絕緣層2，使得金屬基板I和其它電路或散熱器之間形成良好的電氣絕緣，并且高導(dǎo)熱性絕緣層2的導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到25w/mk及以上，導(dǎo)熱性能優(yōu)異，使整個(gè)基板既具有金屬基板便于加工和價(jià)格低廉的特性，又具有陶瓷基板絕緣性能和高導(dǎo)熱性能同時(shí)兼顧的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)施例2，
如圖2所示,實(shí)施例I,
如圖I所示，ー種大功率電子器件模組用基板，包括高導(dǎo)熱的金屬基板I和固定連接于所述金屬基板I上表面上的高導(dǎo)熱性絕緣層2。所述金屬基板I上設(shè)置有固定孔11，在所述高導(dǎo)熱性絕緣層2的上面設(shè)置有ー層金屬電路層4，金屬電路層4上面可直接共陽極(或共陰極)焊接LED芯片6，本安裝方式使高導(dǎo)熱性絕緣層2作為金屬電路層4和金屬基板之間的絕緣層，同時(shí)具有電氣隔離和高散熱性能的功能，結(jié)構(gòu)更簡單，省略了傳統(tǒng)低熱傳導(dǎo)系數(shù)的絕緣層，散熱效果更好。
上述高導(dǎo)熱性絕緣層2為金剛石、人造金剛石、類金剛石、碳化硅、氮化硅、或氮化鋁中的ー種。所述金屬基板I為導(dǎo)熱系數(shù)在50w/mk及以上的金屬片，如符合要求的銅、銀、鋁或其它合金。本實(shí)施例在金屬基板I的底面形成ー層高導(dǎo)熱性絕緣層2，使得金屬基板I和其它電路或散熱器之間形成良好的電氣絕緣，并且高導(dǎo)熱性絕緣層2的導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到25w/mk及以上，導(dǎo)熱性能優(yōu)異，使整個(gè)基板既具有金屬基板便于加工和價(jià)格低廉的特性，又具有陶瓷基板絕緣性能和高導(dǎo)熱性能同時(shí)兼顧的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)施例I和實(shí)施例2中所述LED芯片6為單極LED芯片6，其陽極為所述LED芯片6底座，其陰極從所述LED芯片6的上表面引出；因此，上述實(shí)施例為共陽極連接方案，可以省去LED芯片6與金屬基板I之間的絕緣層，使熱傳遞效率大大提高。而金屬基板I的底面和四個(gè)側(cè)面均加工有高導(dǎo)熱性絕緣層2，使得本發(fā)明的電氣絕緣性能更優(yōu)異，更方便安裝和電路排布。上述LED芯片6也可以是其它大功率電子元器件。
實(shí)施例3，
如圖3所示，其余與實(shí)施例I相同，不同之處在于金屬基板I的固定孔11的內(nèi)側(cè)面也加工有高導(dǎo)熱性絕緣層2，使得本發(fā)明的電氣絕緣性能更優(yōu)異，更方便安裝和電路排布。實(shí)施例4，
如圖4所示，其余與實(shí)施例2相同，不同之處在于，金屬基板I完全被高導(dǎo)熱性絕緣層2覆蓋，金屬電路層4直接固定連接在高導(dǎo)熱性絕緣層2上，本實(shí)施例的電氣絕緣性更好，可以更靈活的匹配不同電子元器件使用。實(shí)施例5，
如圖5所示，金屬基板I完全被高導(dǎo)熱性絕緣層2覆蓋，金屬電路層4直接固定連接在高導(dǎo)熱性絕緣層2上，金屬電路層4的表面上鍍有鍍金層8，主要目的是為了提高焊接的質(zhì)量和可靠性，LED芯片6或者其他大功率元器件直接焊接于所述鍍金層8上，鍍金層8的其余裸露部分涂覆有阻焊層5或者綠油。本實(shí)施例中，金屬基板I上加工有固定孔11，固定孔11的內(nèi)壁也加工有高導(dǎo)熱性絕緣層2。上述實(shí)施例中，所述金屬基板I上設(shè)置有固定孔，所述固定孔的側(cè)壁上設(shè)有所述高導(dǎo)熱性絕緣層2。使金屬基板I的絕緣性能更優(yōu)異。實(shí)施例6，
ー種大功率電子器件模組用基板的制備方法，包括以下步驟，
第一歩，金屬基板的制備；
第二步，在金屬基板的一面、兩面、三面、四面、五面、或所有面上形成高導(dǎo)熱性絕緣層。本步驟采用化學(xué)沉積或機(jī)械壓制的方法制備。采用本技術(shù)方案的有益效果是在金屬基板上直接生成高導(dǎo)熱性絕緣層，使整個(gè)基板既具有金屬基板便于加工和價(jià)格低廉的特性，又具有陶瓷基板絕緣性能和高導(dǎo)熱性能同時(shí)兼顧的優(yōu)點(diǎn)。以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種大功率電子器件模組用基板，其特征在于，包括高導(dǎo)熱的金屬基板和固定連接于所述金屬基板上的高導(dǎo)熱性絕緣層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大功率電子器件模組用基板，其特征在于，所述高導(dǎo)熱性絕緣層為金剛石、人造金剛石、類金剛石、碳化硅、氮化硅、或氮化鋁。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大功率電子器件模組用基板，其特征在于，所述金屬基板為導(dǎo)熱系數(shù)在50w/mk及以上的金屬片。
4.根據(jù)權(quán)利要求I到3任一所述的大功率電子器件模組用基板，其特征在于，所述高導(dǎo)熱性絕緣層設(shè)置于所述金屬基板的一面、兩面、三面、四面、五面、或所有面。
5.根據(jù)權(quán)利要求I到3任一所述的大功率電子器件模組用基板，其特征在于，還包括用于焊接和連接LED模塊的高導(dǎo)熱的金屬電路層，所述金屬電路層固定連接于所述高導(dǎo)熱性絕緣層上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大功率電子器件模組用基板，其特征在于，所述金屬基板上設(shè)置有固定孔，所述固定孔的側(cè)壁上設(shè)有所述高導(dǎo)熱性絕緣層。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的大功率電子器件模組用基板，其特征在于，高導(dǎo)熱性絕緣層的厚度為I微米到100微米，其有效導(dǎo)熱系數(shù)為25W/mk及以上。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大功率電子器件模組用基板，其特征在于，所述金屬電路層上面設(shè)有鍍金層。
9.一種大功率電子器件模組用基板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟， 第一步，金屬基板的制備； 第二步，在金屬基板的一面、兩面、三面、四面、五面、或所有面上形成高導(dǎo)熱性絕緣層。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的大功率電子器件模組用基板的制備方法，其特征在于，所述第二步采用化學(xué)沉積或機(jī)械壓制的方法制備。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大功率電子器件模組用金屬基板及其制備方法，在金屬基板上直接生成高導(dǎo)熱性絕緣層，使整個(gè)基板既具有金屬基板便于加工和價(jià)格低廉的特性，又具有陶瓷基板絕緣性能和高導(dǎo)熱性能同時(shí)兼顧的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H05K3/00GK102811554SQ20111014701
公開日2012年12月5日 申請日期2011年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月2日
發(fā)明者熊大曦 申請人:熊大曦