[實用新型]超高導熱金屬基線路板

有效

• 申請號: 201220261486.0
• 申請日: 2012-06-05
• 公開（公告）號: CN202713783U
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 錢濤;張鐵;樂務時
• 申請（專利權）人: 星弧涂層科技(蘇州工業園區)有限公司
• 主分類號: H05K1/05
• 分類號: H05K1/05;H01L33/64;C23C16/06
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 陸明耀;陳忠輝

技術領域

本實用新型涉及一種具有超高導熱性能的金屬基線路板，屬于電子技術領域。

背景技術

在工業上，一些熱源或者光源，例如新興的LED器件或模組，往往需要快速導熱和散熱。LED具有節能、環保等優點，成為第四代固體照明燈具。LED從信號指示燈發展到照明燈具領域需要提高功率，即研發大功率芯粒，這需要解決很多問題，其中大功率芯粒的導熱散熱是一個必須解決的技術問題。采用具有高導熱散熱性能的線路基板進行高功率LED的封裝是一個有效的技術途徑。

LED封裝基板可以包括FR4、覆銅鋁基板、陶瓷基板、高導熱金屬基板。前兩者由于導熱系數很低不能滿足高功率芯粒的散熱需求，而陶瓷基板由于成型困難、難以獲得大面積板材且成本難以降低，不能夠滿足大規模使用，因此目前LED封裝基板發展的重點集中在金屬基板。

采用AIN（氮化鋁）陶瓷基板封裝的大功率LED器件熱阻比鋁基基板、氧化鋁基基板封裝的LED器件低54.9%、40.2%。鋁本身的導熱效率跟AIN陶瓷的熱導率相近，但是AIN陶瓷基板封裝的大功率LED器件熱阻比鋁基基板低54.9%，歸因于鋁基板上的絕緣層，該絕緣層熱導率一般都在3W/mK以下，因此，相比與帶有絕緣層的鋁基板，AIN陶瓷涂層基板這種高導熱而且又絕緣的基板可以有效地改善制約大功率LED發展的瓶頸，尤其是對于多芯片LED集成模塊，可提高其出光效率及工作可靠性。

目前大多數AlN陶瓷基板的制造方式為采用陶瓷粉末燒結而成，這種方式制作的線路板具有材料脆性較大，不能制作成較大面積的線路板產品且不易加工成型；此外，由于燒結溫度較高，在金屬基板上實現AlN陶瓷燒結成本高且產品良率低。

目前還有一種做法為采用Al₂O₃（氧化鋁）陶瓷基板封裝大功率LED器件，但是Al₂O₃陶瓷基板的制造方式為采用電解槽在金屬基板上通過陽極氧化制備Al₂O₃涂層作為絕緣導熱層，成本較高，且性能不穩定，制作過程耗能且污染環境。

實用新型內容

本實用新型的目的在于解決上述的技術問題，提供一種具有超高導熱性能的金屬基線路板，即在金屬基板材如鋁、銅等表面涂敷一層AlN陶瓷涂層或者AlN+DLC復合涂層構成的超高導熱線路板，應用在大功率LED器件或模組等需要超高導熱的領域，在滿足電器絕緣要求的同時提高基板的導熱散熱能力。

本實用新型的目的通過以下技術方案來實現：

一種超高導熱金屬基線路板，其特征在于：包括金屬板材，所述金屬板材的上方依次設有通過PVD方法鍍設的用于絕緣導熱的AIN陶瓷涂層，以及用于導電的Cu涂層。

優選的，所述AIN陶瓷涂層和Cu涂層之間還鍍設有一層DLC涂層。

優選的，當所述金屬板材為非鋁金屬材料時，所述金屬板材和AIN陶瓷涂層之間還鍍設有一層起過渡作用的Al涂層。

優選的，所述AIN陶瓷涂層的厚度為30～40微米；所述Cu涂層的厚度為30～60微米；所述DLC涂層的厚度為2～4微米；所述Al涂層的厚度為0.5～0.7微米。

本實用新型的超高導熱金屬基線路板的制備方法，依次包括如下步驟：

第一，金屬板材清洗步驟：用超聲波設備清洗金屬板材，并烘干；

第二，抽氣預處理步驟：將所述金屬板材安裝于真空鍍膜室中，并將真空鍍膜室抽氣至5.0×10^-3Pa以上的真空度；

第三，離子清洗步驟：將真空鍍膜室的真空度抽至高于5.0×10^-4Pa，向真空鍍膜室內通入99.999%以上純度Ar，并保持真空鍍膜室內的工藝真空度為0.3-0.7Pa；開啟離子源電源及偏壓電源；所述偏壓電源采用高頻脈沖電源，電壓為-3kV，頻率40kHz~60kHz，占空比60~99%，離子清洗時間為20分鐘；

第四，AIN陶瓷涂層沉積步驟：真空度高于5.0×10^-4Pa，向真空鍍膜室內通入99.999%以上純度Ar，流量20sccm，同時通入99.999%以上純度N₂，流量80sccm，并保持真空鍍膜室內的工藝真空度為2.0~5.0Pa，開啟一對帶有鋁靶濺射陰極的中頻濺射電源，電源功率20kW；并同時開啟偏壓電源，偏壓電源采用射頻電源，功率1.0kW；沉積時間240分鐘；