[發明專利]一種陶瓷基印制電路板及其制備工藝

有效

• 申請號: 202110517271.4
• 申請日: 2021-05-12
• 公開（公告）號: CN113185270B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 陳紹智;陳月;鄭海軍;熊凌鵬;王全才;張勇
• 申請（專利權）人: 四川銳宏電子科技有限公司
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/622;C04B35/626;C04B35/64;H05K1/03;H05K3/02
• 代理公司: 成都立新致創知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 51277
• 代理人: 譚德兵

本發明涉及一種陶瓷基印制電路板，包括從下至上依次貼合的陶瓷基板、覆銅層、覆合層；所述的陶瓷基板包括如下重量比的各組分：氧化鋁：65~85份，氧化硅20~30份，碳化硅20~40份，氧化錳1~5份。還公開了其制備工藝。本發明達到的有益效果是：既能有效降低硬度又能保證良好熱傳遞、降低加工成本。

技術領域

本發明涉及電路板制備技術領域，特別是一種陶瓷基印制電路板及其制備工藝。

背景技術

隨著科技的發展，普通的樹脂基板印制電路板，越來越無法滿足需求。為了不斷提高運算速度，芯片的晶體管密度也隨之增加，因為如此隨之而來的是，封裝在載板上芯片的熱效應也就因而提高，未出逐漸出現了陶瓷基板印制電路板。

對于陶瓷基板印制電路板而言，陶瓷基板本身的品質，直接影響到整個印制電路板的性能。對于普通陶瓷而言，導熱系數通常在0.03W/m.K~2.00W/m.K之間，因為陶瓷的材質不是固定的，所以具體需要根據不同的材質標準、不同的使用目的等來決定。

現有的陶瓷基板中，多采用大量的氧化鋁制成，有的含量甚至達到了92%~96%，之所以提高含量，是化學成分越復雜，雜質越多，熱導率的降低越明顯，這是因為添加了第二種成分和雜質破壞晶體的完整性，并容易引起或產生晶格畸變，畸變和位錯，使晶體結構復雜。原始晶格產生了一種類似于熱運動的附加“擾動”，從而引起了聲子散射的增加。非簡諧振動的增加，聲子平均自由程減小，導熱系數減小。因此采用高含量的氧化鋁陶瓷以提高導熱心性能。

但是這種氧化鋁含量高的陶瓷難以加工，其硬度甚至接近剛玉，要達到到莫氏硬度九級耐磨性要與超硬合金相匹敵，遠超過耐磨鋼和不銹鋼的耐磨性能。因此只能采用激光進行加工，但是激光加工的成本極高；雖然能提高印制板品質，但是成本卻無法降下來。

為此，研發一新型陶瓷基，在適當降低陶瓷基本身的基礎上，通過結構增強其散熱效果，從而利于機械加工，避免大量激光加工。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種既能有效降低硬度又能保證良好熱傳遞、降低加工成本的陶瓷基印制電路板及其制備工藝。

本發明的目的通過以下技術方案來實現：一種陶瓷基印制電路板，包括從下至上依次貼合的陶瓷基板、覆銅層、覆合層；

所述的陶瓷基板包括如下重量比的各組分：

氧化鋁：65~85份，氧化硅20~30份，碳化硅20~40份，氧化錳1~5份。

優選地，所述的陶瓷基板包括如下重量比的各組分：

氧化鋁：65~75份，氧化硅20~25份，碳化硅20~30份，氧化錳1~2份。

進一步地，所述的陶瓷基板的導熱系數為50~70W/m·K，洛氏硬度為50~60HRA。即其導熱系數要低于純粹的氧化鋁陶瓷，洛氏硬度也低于純粹的氧化鋁陶瓷。降低硬度是為了便于機械加工，降低成本，但不可避免地會帶來導熱系數的降低；為了避免導熱系數達不到要求，因此通過添加氧化硅來增加玻璃相，玻璃體的平均自由程得到提高，讓整個陶瓷基板的導熱系數隨溫度的增加成比例地增加。

進一步地，所述的陶瓷基板包括陶瓷板A和陶瓷板B，陶瓷板A呈網孔狀，兩塊陶瓷板B將多塊網孔狀的陶瓷板A夾持形成陶瓷基板。即通過結構進一步提高散熱效果。

一種陶瓷基印制電路板的制備工藝，步驟為：

S1、制備碳化硅多孔陶瓷顆粒粉末；

先稱取粒徑為5~10um的碳化硅粉末，添加粘合劑，壓合并燒結成碳化硅陶瓷，燒結過程中溫度低于1200~1400℃；

然后將燒結后成型的碳化硅陶瓷進行破碎研磨，形成粒徑為20~60um的碳化硅陶瓷顆粒粉末；