[發明專利]一種高熱導率的鋁基覆銅板及其制備方法

在審

• 申請號: 202011180590.2
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112297540A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 宋曉輝;張洪敏;張萍;莊春生;王其富;王建業
• 申請（專利權）人: 河南省科學院應用物理研究所有限公司
• 主分類號: B32B15/20
• 分類號: B32B15/20;B32B7/12;B32B15/04;B32B9/00;B32B9/04;B32B33/00;B32B37/10;B32B37/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李偉

本發明提供了一種鋁基覆銅板，包括鋁板和復合于鋁板表面的銅箔，所述鋁板的一個表面具有氧化鋁層，另一個表面具有均勻分布的錐狀三維氧化鋁微結構層，所述銅箔表面依次疊加復合有第一絕緣導熱膠層和第二絕緣導熱膠層，且所述錐狀三維氧化鋁微結構層嵌入所述第二絕緣導熱膠層中。本發明鋁基覆銅板在絕緣膠和鋁基板之間構造微米級錐狀結構，與導熱填料含量較少的第二層絕緣導熱膠層形成粘附力較大和界面連接，而且針錐結構本身作為導熱通道的一部分，與第一層絕緣導熱層的導熱填料連接形成導熱通道，從而既保障了界面連接可靠性，又提高了導熱性能耐，浸焊和耐壓性能較好。

技術領域

本發明涉及電子封裝材料技術領域，尤其涉及一種高熱導率的鋁基覆銅板及其制備方法。

背景技術

隨著電子元器件日益小型化和高功率密度化，導致電子產品封裝界面熱流密度急劇增大，嚴重影響了器件和電子產品的穩定性和可靠性。高導熱性金屬復合基板是LED等功率器件封裝電傳輸和散熱的基礎材料，可以很好的解決功率器件散熱問題。

鋁基覆銅板一般由鋁板、絕緣層、銅箔構成，為了提升絕緣層的導熱能力，需要在環氧樹脂絕緣膠中按一定比例加入硅粉等導熱性較強的填料，經過分散、固化等工藝過程形成絕緣導熱膠層，再經過高溫壓合實現鋁基板-絕緣層-銅箔粘結的鋁基覆銅板。但是，上述高導熱鋁基覆銅板制造及服役過程中，絕緣膠與金屬基板的連接界面由于粘附力弱、熱應力等問題的存在，成為影響產品質量和可靠性的重要問題；另外導熱性填料的加入會降低金屬表面與絕緣膠的有效接觸面積，增加初始裂紋缺陷數量，進而降低界面粘附力、耐浸焊和耐電壓性能等，而減少填料又會降低產品導熱性能。

發明內容

本發明解決的技術問題在于提供一種鋁基覆銅板，該鋁基覆銅板增強了絕緣膠與鋁基板的有效接觸面積和粘結力，且可提高鋁基覆銅板的導熱能力。

有鑒于此，本申請提供了一種鋁基覆銅板，包括鋁板和復合于鋁板表面的銅箔，所述鋁板的一個表面具有氧化鋁層，另一個表面具有均勻分布的錐狀三維氧化鋁微結構層，所述銅箔表面依次疊加復合有第一絕緣導熱膠層和第二絕緣導熱膠層，且所述錐狀三維氧化鋁微結構層嵌入所述第二絕緣導熱膠層中。

優選的，所述錐狀三維氧化鋁微結構層的氧化鋁的高度為10～20μm，相鄰最低點間距為2～10μm。

優選的，所述第二絕緣導熱膠層的厚度不大于10μm，且小于第一絕緣導熱膠層的厚度。

優選的，所述第二絕緣導熱膠層的厚度為2～10μm，所述第一絕緣導熱膠層的厚度為30～100μm。

本申請還提供了所述的鋁基覆銅板的制備方法，包括以下步驟：

將鋁板清洗后在其一表面制備氧化鋁層，在其另一表面制備具有均勻分布的錐狀三維氧化鋁微結構層；

在銅箔表面依次涂覆第一絕緣導熱膠層和第二絕緣導熱膠層，所述第一絕緣導熱膠層近銅箔表面端，再高溫固化；

將所述第二絕緣導熱膠層與所述錐狀三維氧化鋁微結構層接觸并壓制，得到鋁基覆銅板。

優選的，所述第一絕緣導熱膠中導熱填料的含量為40～80wt％，所述第二絕緣導熱膠中導熱填料為0～15wt％。

優選的，所述第一絕緣導熱膠層中的導熱填料選自氧化鋁、氮化鋁、二氧化硅、碳化硅、氮化硅和氮化硼中的一種或多種，所述第二絕緣導熱膠層中的導熱填料選自氧化鋁、氮化鋁、二氧化硅、碳化硅、氮化硅和氮化硼中的一種或多種。

優選的，所述第一絕緣導熱膠層由環氧樹脂、增韌劑、偶聯劑、固化劑和導熱填料制備得到，所述第二絕緣導熱膠層由環氧樹脂、增韌劑、偶聯劑、固化劑和導熱填料制備得到。

優選的，所述壓制為先真空預壓制再真空壓合壓制。

優選的，所述真空壓合壓制的溫度為200～300℃，壓強為200～300psi。