[實用新型]一種基于DLC薄膜涂層的陶瓷基板

有效

• 申請號: 201220547268.3
• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN202918581U
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 錢濤
• 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: H05K1/02
• 分類號: H05K1/02;C23C14/06
• 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基于DLC薄膜涂層的陶瓷基板，屬于電子技術領域。

背景技術

大功率線路板需要具有良好的導熱散熱能力，而傳統的FR4基線路板已不能滿足這樣的要求，目前所采用的陶瓷基板在一定程度上可以解決問題。陶瓷基板是指銅箔在高溫下直接鍵合到氧化鋁(AL₂Q₃)或氮化鋁(ALN)陶瓷基片表面上的特殊工藝板。所制成的超薄復合基板具有優良電絕緣性能，高導熱特性，優異的軟釬焊性和高附著強度，并可像PCB板一樣能刻蝕出各種圖形，具有很大的載流能力。因此，陶瓷基板已成為大功率電力電子電路結構技術和互連技術的基礎材料。

但目前市場上常見的Al₂O₃陶瓷基板或ALN陶瓷基板在現實使用過程中逐漸顯示出其不足：導熱散熱能力受到材料本身的限制，使其綜合導熱散熱能力得不到更好的提升。Al₂O₃陶瓷基板和ALN陶瓷基板的導熱系數通常在十幾W/mK～兩百W/mK范圍，由于陶瓷基板的導熱能力特點之一是各向同性，也就是說在基板的縱向和基板上線路的橫向具有相同的導熱性能，所以上述陶瓷基板的綜合導熱散熱能力并不能得到很好發揮。

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，提供一種基于DLC薄膜涂層的陶瓷基板，主要是通過在陶瓷基板和銅箔之間增加一層導熱能力極佳的DLC涂層（類金剛石涂層），利用該DLC涂層所具有的800多W/mK的導熱能力特性，使得陶瓷基板上發熱元器件的所產生的熱量在基板線路平面內迅速擴散，并利用陶瓷基板自身導熱能力將熱量導出，達到良好散熱的效果，從而極大的提高線路板的綜合導熱能力。

本實用新型的目的通過以下技術方案來實現：

基于DLC薄膜涂層的陶瓷基板，包括陶瓷基板，和依次沉積在所述陶瓷基板表面上通過PVD技術制備的用于絕緣導熱的DLC復合涂層、以及用于導電的銅箔。

進一步地，在所述DLC復合涂層和所述銅箔之間還設有金屬過渡層。所述金屬過渡層為Ti涂層或Cr涂層或Ni涂層。

進一步地，所述DLC復合涂層包括DLC涂層、和起過渡作用的Si涂層。

進一步地，所述PVD技術制備磁控濺射方法、離子束方法或熱蒸發方法。

更進一步地，所述Si涂層的厚度為250nm～300nm，所述DLC涂層的厚度為2.0um～2.5um，所述金屬過渡層的厚度為0.5um～1.5um，所述銅箔的厚度為30um～70um。

本實用新型的有益效果主要體現在：

⒈陶瓷基板表面絕緣導熱層主要為陶瓷基板本身和DLC涂層，不含高分子材料，阻燃性能和抗老化性能優異。

⒉與傳統的陶瓷基板，即銅箔在高溫下直接鍵合到氧化鋁或氮化鋁陶瓷基片表面上的陶瓷基板相比較，本實用新型基于DLC薄膜涂層的陶瓷基板的綜合導熱性能優異，耐擊穿電壓較高，相同截面的銅箔有更高的載流能力，尤其適用于大功率器件的應用。

附圖說明

圖1為本實用新型基于DLC薄膜涂層的陶瓷基板結構示意圖。

其中：1、陶瓷基板；2、DLC復合涂層；3、金屬過渡層；4、銅箔。

具體實施方式

類金剛石涂層(Diamond-like?Carbon)，或簡稱DLC涂層是含有金剛石結構（sp³鍵）和石墨結構（sp²鍵）的亞穩非晶態物質。DLC涂層由于其自身的特性具有諸多優異性能，如高硬度、高耐磨性、化學性能穩定、高光致發光率和高電致發光率、以及優異的熱轉化效率和導熱性能等。

涂層技術中，物理氣相沉積是指通過蒸發、電離或濺射等過程，產生金屬粒子并與反應氣體反應形成化合物沉積在工件表面，簡稱PVD。目前常用的PVD鍍膜技術主要分為三類，為真空蒸發鍍膜技術、真空濺射鍍膜技術和真空離子束鍍膜技術。其中，真空磁控濺射鍍膜技術是用高能粒子轟擊固體表面時能使固體表面的粒子獲得能量并逸出表面，沉積在基板上。真空離子束鍍膜技術是指在真空環境下被引入的氣體在離子束的電磁場共同作用下被離子化；被離子化的離子在離子束和基片之間的電場作用下被加速，并以高能粒子的形式轟擊或沉積在基片上；被引入的氣體根據工藝的需要，可能為Ar，H₂或C₂H₂等，從而完成離子刻蝕清洗和離子束沉積等工藝。但是對于不同能量的選擇和不同的制備工藝，所制備的產品就能得到不同的性能。