專利名稱：一體化絕緣陶瓷基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子器材及陶瓷基板技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及ー種一體化絕緣陶瓷基板。
背景技術(shù)：
隨著世界各國(guó)對(duì)節(jié)能減排的日益重視，各種基于功率電子器件而設(shè)計(jì)的節(jié)能型設(shè)備越來(lái)越多地服務(wù)于能源、交通、電力、エ業(yè)、軍エ和日常生活品。但隨著設(shè)備功率越來(lái)越大。電子器件的功率也不斷提高，為平衡電子器件功率耗散，其封裝的尺寸也越來(lái)越大，這就帶來(lái)了設(shè)備體積和功率耗散的増大，因此，如何縮小功率設(shè)備的整體體積和減小其功率耗散等問(wèn)題就變得日益突出。由于功率電子器件生產(chǎn)過(guò)程中大多數(shù)的功率芯片需要由陶瓷基板承載，而后又將陶瓷基板通過(guò)焊料焊接在底板上。陶瓷基板與底板焊接エ藝自上世紀(jì)的功率電子器件封裝 制造開始盛行。然而這是無(wú)奈之舉，因?yàn)闆]有適合的技術(shù)可以使陶瓷基板免于焊接到底板上。在焊接過(guò)程耗費(fèi)大量的焊接材料，浪費(fèi)人力，消耗能源，占用場(chǎng)地，同時(shí)還帶有一定的品質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)，并且隨著功率電子器件功率的增大這種品質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)將顯著增加。此外，因功率電子器件傳統(tǒng)陶瓷基板需與底板焊接，而加大了器件的熱阻，使得功率芯片的熱量不能及時(shí)的傳遞出去，從而拉大了芯片與底板間的溫差，使得電子器件的封裝尺寸不得不放大，以適應(yīng)其散熱需求，然而，這將極大地限制芯片的功率和集成度，給電子領(lǐng)域的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)增加了巨大的困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在干，針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供ー種一體化絕緣陶瓷基板，以有效縮短電子器件的生產(chǎn)エ藝，提高電子器件的散熱效果和減小電子器件的封裝尺寸。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。本發(fā)明提供ー種一體化絕緣陶瓷基板，其包括金屬底板和導(dǎo)電層，在所述金屬底板和導(dǎo)電層之間設(shè)置有絕緣陶瓷層，所述絕緣陶瓷層分別與所述金屬底板和導(dǎo)電層固定連接。優(yōu)選地，所述金屬底板為銅、鋁、銅合金、鋁合金或者不銹鋼材料。優(yōu)選地，所述絕緣陶瓷層為A1203、BaTi03、Mg2Si04、AIN、Si3N4或者其混合物。優(yōu)選地，所述導(dǎo)電層為金、銀、銅或錫。優(yōu)選地，所述絕緣陶瓷層經(jīng)表面處理工藝敷覆于所述金屬底板上。優(yōu)選地，所述導(dǎo)電層經(jīng)沉積エ藝敷覆于所述絕緣陶瓷層上。優(yōu)選地，所述導(dǎo)電層表面具有電鍍層。相比于上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于I、可提高產(chǎn)生品質(zhì)，簡(jiǎn)化功率電子功率器件封裝的生產(chǎn)流程，節(jié)約大量的場(chǎng)地、設(shè)備、電力、人力、耗材的投資，省去了焊接等エ藝，使生產(chǎn)エ藝更加節(jié)能和環(huán)保，有效降低生產(chǎn)成本。2、可顯著提高功率電子功率器件的性能。由于提高了電子功率器件的散熱效果，因此，可増加電子功率器件的功率和其它電氣參數(shù)。3、可有效延長(zhǎng)電子功率器件產(chǎn)品的使用壽命。由于電子功率器件所產(chǎn)生的熱量能及時(shí)地散出，使電子功率器件內(nèi)外的溫差降低，因此，可有效地防止電子功率器件的老化，從而延長(zhǎng)壽命。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例中一體化絕緣陶瓷基板的結(jié)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)ー步說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，以便更清楚、直觀地理解本發(fā)明的發(fā)明實(shí)質(zhì)。圖I是本發(fā)明實(shí)施例中一體化絕緣陶瓷基板的結(jié)構(gòu)示意圖。參照?qǐng)DI所示，本發(fā)明提供一種應(yīng)用于電子器件的一體化絕緣陶瓷基板100，其包括金屬底板I和導(dǎo)電層3，且在金屬底板I和導(dǎo)電層3之間設(shè)置有ー絕緣陶瓷層2，該絕緣陶瓷層2的下表面與金屬底板I固定連接，上表面與導(dǎo)電層3固定連接，使上述三層材料成為一體化結(jié)構(gòu)。具體地，本實(shí)施例的金屬底板I可以采用銅、鋁、銅合金、鋁合金或者不銹鋼等材料。絕緣陶瓷層2可采用A1203、BaTi03、Mg2Si04、AlN、Si3N4等陶瓷類材料或者其混合物，或者其它具有類似物理和電學(xué)性能的材料制成。導(dǎo)電層3用干與芯片或電子功率元件等進(jìn)行焊接，形成電子線路板，因此，本實(shí)施例的導(dǎo)電層3需具有良好的導(dǎo)電性能，可以采用金、銀、銅，錫或其它合金金屬材料，允許含有少量雜質(zhì)。同時(shí)，本實(shí)施例的絕緣陶瓷層2是經(jīng)表面處理工藝敷覆于金屬底板I上的，使絕緣陶瓷層2牢固地貼覆于金屬底板I上。導(dǎo)電層3則是通過(guò)沉積、印刷和噴涂等エ藝，使導(dǎo)電層3金屬慢慢沉淀，牢固、穩(wěn)定地敷覆于絕緣陶瓷層2上。導(dǎo)電層3制作完成后，可對(duì)導(dǎo)電層3的表面作加強(qiáng)處理(比如電鍍)，使其表面平整光滑，有利干與芯片以及其它電子元件之間的熱傳遞，減小二者之間的接觸電阻，從而提高電子器件的性能，最后對(duì)導(dǎo)電層3做線路刻蝕，繪制出設(shè)計(jì)需要的電路圖。本實(shí)施例的一體化絕緣陶瓷基板100的生產(chǎn)流程可以參考如下I、沖壓金屬底板I;2、金屬底板I電鍍防氧化保護(hù)；3、表面處理敷覆絕緣陶瓷層2 ；4、沉積、印刷和噴涂等敷覆導(dǎo)電層3 ；5、電鍍、蝕刻導(dǎo)電層3 ;6、激光打標(biāo)；7、全檢測(cè)試；8、包裝。
通過(guò)上述制造エ藝，使金屬底板I、絕緣陶瓷層2和導(dǎo)電層3三層形成一體式結(jié)構(gòu)，相比于傳統(tǒng)陶瓷基板而言，尺寸規(guī)格更加靈活，尤其適合制作大尺寸基板，并可依據(jù)具體使用條件和要求靈活調(diào)整，可生產(chǎn)出任意尺寸規(guī)格。綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例的一體化絕緣陶瓷基板，不僅可省去焊接エ序，有效縮短電子功率器件的生產(chǎn)流程并避免因焊接導(dǎo)致的不良品，有效提高產(chǎn)品質(zhì)量，而且可有效提高導(dǎo)電層與芯片之間導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，可顯著提高產(chǎn)品的電氣性能和功率，還可大大減緩電子元器件的老化，從而延長(zhǎng)電子功率器件產(chǎn)品的使用壽命。此外，由于電子功率器件的散熱效果提升，因此，可以減小電子功率器件的封裝尺寸，進(jìn)ー步實(shí)現(xiàn)電子功率器件的小型化和微型化。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制其專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理 包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種一體化絕緣陶瓷基板，其特征在于包括金屬底板和導(dǎo)電層，在所述金屬底板和導(dǎo)電層之間設(shè)置有絕緣陶瓷層，所述絕緣陶瓷層分別與所述金屬底板和導(dǎo)電層固定連接。
2.如權(quán)利要求I所述的一體化絕緣陶瓷基板，其特征在于所述金屬底板為銅、鋁、銅合金、鋁合金或者不銹鋼材料。
3.如權(quán)利要求I所述的一體化絕緣陶瓷基板，其特征在于所述絕緣陶瓷層為A1203、BaTi03、Mg2Si04、AlN、Si3N4 或者其混合物。
4.如權(quán)利要求I所述的一體化絕緣陶瓷基板，其特征在于所述導(dǎo)電層為金、銀、銅或錫。
5.如權(quán)利要求I所述的一體化絕緣陶瓷基板，其特征在于所述絕緣陶瓷層經(jīng)表面處理工藝敷覆于所述金屬底板上。
6.如權(quán)利要求I所述的一體化絕緣陶瓷基板，其特征在于所述導(dǎo)電層經(jīng)沉積、印刷和噴涂工藝敷覆于所述絕緣陶瓷層上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種一體化絕緣陶瓷基板，其包括金屬底板、導(dǎo)電層和絕緣陶瓷層，所述絕緣陶瓷層分別與所述金屬底板和導(dǎo)電層固定連接。本發(fā)明可以有效縮短電子功率器件的生產(chǎn)工藝，提高電子器件的散熱效果和減小電子功率器件的封裝尺寸。
文檔編號(hào)H01L23/15GK102856266SQ20121034908
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月19日
發(fā)明者張劍鋒 申請(qǐng)人:張劍鋒