[發明專利]高導熱圖案化電路基板

有效

• 申請號: 201410096051.9
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN103855125B
• 公開（公告）日: 2016-11-16
• 發明（設計）人: 高鞠
• 申請（專利權）人: 蘇州晶品光電科技有限公司
• 主分類號: H01L23/498
• 分類號: H01L23/498;H05K1/02
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明屬于電子元件印刷線路板的技術領域，更具體的說，本發明涉及一種具有優異散熱性能的高導熱圖案化電路基板。

背景技術

隨著集成電路的發展，電子封裝變得更輕、更薄、更小、功能更強，逐步滿足人類對便捷、舒適、強大功能的追求，同時也對電子封裝提出了更高的要求。電子元件功耗的增加必然會導致電路發熱量的提高，從而使工作溫度不斷上升。一般來說，在半導體器件中，溫度每升高18℃，失效的可能性就增加2～3倍。因此散熱成為制約電子元件向高功率化發展的瓶頸問題。

當前，散熱問題無疑已成為擺在電子設計者們面前的最大挑戰之一。一方面隨著印刷線路板向著高密度、高精度、小型多層SMT方向的不斷發展,元器件的安裝空間大幅減少；而另一方面對功率元器件的功率要求卻又越來越高。小空間大功率不可避免地產生更多的熱量聚集，造成元器件電氣性能下降甚至毀損。早先的解決辦法是采用冷卻硬件或陶瓷功能塊散熱，前者本身需要大量空間，而后者更由于陶瓷的熱膨脹系數較大，而不能形成大的陶瓷絕緣層，而如果陶瓷絕緣層大于一定尺寸時在反復多次的冷熱循環中焊點處由于應力易形成裂紋或脫落而導致連接失效甚至容易引起短路而失效。另外，隨著電子元器件的引腳越來越多的參與散熱，要求導電層也要具有良好的散熱能力。因此，隨著封裝密度及對可靠性要求的提高，應考慮選用導熱性能更好的基材和導熱層。

目前的電子器件普遍使用FR4印刷線路板，對于電子器件來說，影響其可靠性指標的一個重要因素就是元器件的工作溫度。根據相關文獻記載，電子設備的失效率有55%是由溫度超過電子元件的規定值引起的。溫度對各種類型元器件的性能影響是不同的，在常見的元器件中，溫度對于半導體器件的影響最大。電子設備中大量應用的半導體器件如集成運放、TTL邏輯芯片、各種電源穩壓芯片等，其基本組成單元都是P-N結，對溫度變化非常敏感，一般溫度每升高10℃，反向漏電流將增加一倍。這種隨溫度的變化，將直接導致產品正常工作點發生漂移，最大允許功耗下降。溫度對阻容元件的性能參數也有一定的影響。溫度升高時，會造成電阻內熱噪聲加劇，阻值偏離標稱值，允許耗散功率下降等。對電容器的影響是使電容量和介質損耗角等參數發生變化，從而導致電路中的阻容時間常數等參數改變，影響整個電子設備的可靠性。為了減少溫度對元器件的性能影響，必須要使用散熱良好而且可靠性高的線路板。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種高導熱圖案化電路基板。采用本發明所述的高導熱圖案化電路基板不僅成本相對較低而還具有高導熱率、抗擊穿并且性能可靠的特點。

本發明所述的高導熱圖案化電路基板，包括金屬基板，其特征在于：所述金屬基板上形成有樹脂絕緣層和高導熱絕緣層，并且所述高導熱絕緣層用作半導體元器件的基座，所述樹脂絕緣層用作其他電子元器件的基座，并且所述半導體元器件與所述其他電子元器件通過金屬連接體電性連接；并且所述金屬連接體為采用銀、金或銅的引線、隆起物和/或橋接物。

其中，所述金屬基板上具有多個樹脂絕緣層和多個高導熱絕緣層；并且所述樹脂絕緣層之間相鄰設置或者間隔設置；所述高導熱絕緣層之間相鄰或者間隔設置；所述樹脂絕緣層與所述高導熱絕緣層之間相鄰設置或者間隔設置。

其中，所述金屬基板經過表面處理工序，所述的表面處理工序包含粗化處理、酸洗、堿洗、酸蝕刻或者堿蝕刻工序中的任意一種或幾種。

其中，所述金屬基板表面經過表面處理在其表面上形成有陽極氧化膜。

其中，所述高導熱絕緣層的導熱系數的范圍為50～500W/mK，優選為100～500W/mK。

其中，所述高導熱絕緣層的厚度優選為20～200μm。

其中，所述半導體元器件或其他電子元器件通過波峰焊接、回流焊接、共晶焊接或使用導電粘合劑與金屬導線或金屬連接柱連接。

其中，所述半導體元器件的功率為0.5W以上，優選為3W以上，更優選為5W以上。

其中，所述樹脂絕緣層的熱導率為0.5W/mK～30W/mK，厚度為20～200μm。

其中，所述樹脂絕緣層為含有熱固性樹脂、固化劑和無機填料的樹脂固化物。

與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下有益效果：