[發明專利]絕緣導熱金屬基材的制造方法

無效

• 申請號: 200710022105.7
• 申請日: 2007-04-30
• 公開（公告）號: CN101298675A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發明（設計）人: 吳政道;胡振宇;郭雪梅
• 申請（專利權）人: 漢達精密電子（昆山）有限公司
• 主分類號: C23C28/00
• 分類號: C23C28/00;C25D11/02;B05D7/24;B05D3/00
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【技術領域】

本發明有關一種絕緣導熱金屬基材的制造方法，特別是指應用于輕金屬合金基材且易于制造的絕緣導熱金屬基材的制造方法。

【背景技術】

良好的絕緣導熱基材必須具備高熱傳導性、絕緣性、低膨脹系數。

傳統絕緣導熱基材制備方法之一是在塑料基材上印刷銅箔電路如FR4印刷電路基材(PCB)，其熱導率約為0.36W/(m·K)，其缺點是熱性能較差。

絕緣導熱基材制備方法之二是PCB基材上需貼附一片金屬板如鋁基材，即所謂的Metal?Core?PCB基材，以提高散熱效率。不過其介電層的熱傳導率相當于印刷電路基材，同時操作溫度局限于140℃以內，制程溫度局限于250～300℃內。

絕緣導熱基材制備方法之三是直接采用燒結成型的陶瓷基材如AlN/SiC基材，具有很好的絕緣性和導熱性，但是其尺寸限于4.5平方英寸以下，無法用于大面積的面板。

除此之外，絕緣導熱基材制備方法之四是在銅板和陶瓷之間通氧氣并在高溫下進行結合反應得到的直接銅接合基材(DBC，Direct?Bonded?Copper)，兼具高導熱率及低熱膨脹性和介電性，但其操作和制程溫度需高于800℃以上。

目前市面上還未見到在輕金屬合金基材，如鎂合金或鋁合金上，運用硬質陽極氧化與高導熱膠涂布兩種方法結合之新穎的薄膜鍍膜技術制備絕緣導熱金屬基材之方法。

【發明內容】

本發明目的在于提供一種應用于輕金屬合金基材且易于制造的絕緣導熱金屬基材的制造方法。

為達成上述目的，本發明的絕緣導熱金屬基材的制造方法包括如下步驟：(1)提供一輕金屬合金基材，并對該基材進行前處理，使表面清潔；(2)將該輕金屬基材置入電解質水溶液進行硬質陽極氧化，其中該基材為陽極，鉛板或不銹鋼為陰極，施加電壓于上述基材與陰極之間，使該基材表面生成多孔的輕金屬氧化物薄膜；(3)于上述基材的氧化物薄膜上涂布一層高導熱膠，且該高導熱膠填充上述氧化膜的孔。

與現有技術相比較，本發明利用陽極氧化在輕金屬合金基材上形成多孔的輕金屬氧化物絕緣層，這些孔中填充高導熱膠，由于這些孔與高導熱膠的接觸面大，能較快提高熱的傳導速率，且制造過程簡單，易于實施。

【具體實施方式】

本發明的絕緣導熱金屬基材的制造方法包括如下步驟：

1、提供一輕金屬合金基材，該基材可為鎂合金或鋁合金，并對該基材進行前處理，具體包括脫脂、酸洗、清洗等步驟，使其表面清潔。

2、將該輕金屬合金基材置入電解質水溶液進行硬質陽極氧化，其中該基材為陽極，鉛板或不銹鋼為陰極，施加直流電壓或脈沖電壓于上述基材與陰極之間，使基材表面生成多孔的輕金屬氧化物(MgO或Al₂O₃)薄膜。

以鋁合金基材為第一實施例：每升上述電解質溶液中包含90～110g硫酸、70～80g草酸、120～130g酒石酸、45～55g有機胺和6～13g硫酸亞鐵，陽極電流密度1.5～2.5A/dm²，反應溫度10～25℃，時間約為15～20分鐘，則鋁合金基材表面生成多孔的氧化物(Al₂O₃)薄膜，且該薄膜的厚度為10～25μm。

以鎂合金基材為第二實施例：每升上述電解質溶液中包含40～80g氫氧化鉀、20～40g四硼酸鈉、20～40g磷酸鈉、20～40g氟化鉀，陽極電流密度20～200mA/dm²，反應溫度20～50℃，時間約為10～30分鐘，則鎂合金基材表面生成多孔的氧化物(MgO)薄膜，且該薄膜的厚度為10～25μm。

3、對附著多孔的氧化物薄膜的基材后處理，其包括清洗、烘干等步驟。

4、于上述基材的氧化物薄膜上涂布一層高導熱膠，且該高導熱膠填充上述氧化膜的孔，該高導熱膠為紫外線固化型混合熱固型，且熱傳導率>2～3W/(m·K)，裂解溫度>200℃，熱阻尼為0.3～0.7W/(m·K)，且涂布可采用旋轉涂布(Spin)、浸涂(Dip)或印刷(Print)方式。

以上，高導熱膠的厚度為5～25μm。