[发明专利]陶瓷片复合结构的绝缘层、铝基板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于LED基板制造技术领域，具体涉及一种超高导热、强耐电压、高耐热的陶瓷片复合结构的绝缘层、铝基板及其制造方法。

背景技术

随着电子、电气技术的快速发展和节能环保的理念深入人心，LED技术得到蓬勃发展，随之而来的是对元器件电路板的散热性能要求也在逐渐提高。因此，一些高散热的铝基电路板和陶瓷基电路板在市场上受到了欢迎。目前市场上的铝基板结构基本上采用在铝板上铺设一层导热绝缘片而成，其一方面可起到导热的作用，另一方面还具有绝缘的作用，而陶瓷基板是在成型的氧化铝或者氮化铝陶瓷上，采用特殊工艺直接在其上镀一层铜而成。

铝基板制造最关键在于绝缘层，目前的铝基板绝缘层主要有两类：一、以玻纤布浸渍添加了导热填料的树脂体系，经高温烘烤半固化成型。二、直接在PET或者PI离型膜上涂覆添加导热填料的树脂体系，经高温烘烤半固化成型后将离型膜剥离后使用。第一种制造技术所得到的绝缘层热阻大、散热性差，难以满足大功率、高散热电子产品的发展要求。第二种制造技术的绝缘层虽然散热性能有一定幅度的提高，但是导热系数仍然只能做到＜5W/m.k，使铝基板整体导热系数难以超越50W/m.k，在超大功率LED元器件上使用仍然受到限制，并且，第二种绝缘层制造时要考虑其绝缘性和导热性的一个平衡，绝缘层太薄会使其绝缘性达不到要求，而太厚又会增加其热阻，降低散热性能。此外，上述两种制造技术的绝缘层，尺寸收缩率大，不能满足LED元器件高精度封装的要求。而陶瓷基板主要有两类，一类以氧化铝陶瓷为基体，一类以氮化铝陶瓷为基体，氧化铝陶瓷基板由于整体导热性只能在30W/m.k左右，也不能满足LED超大功率元器件的要求。虽然氮化铝陶瓷基板的导热性能优异，但是陶瓷基板有着制造成本高、成型工艺困难、脆性大、不易加工等问题而限制了其使用范围。

发明内容

本发明提供了一种陶瓷片复合结构的绝缘层，以及包含该绝缘层的铝基板及其制造方法。本发明铝基板具有超高的导热性、绝缘性和优异的耐热性以及加工性能，其超高的导热性能能满足大功率、超大功率LED元器件的散热要求，其良好的绝缘性和耐热性能能保证元器件在高温下长期有效的运行。

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

本发明陶瓷片复合结构的绝缘层，包括至少一层陶瓷片、数层导热胶膜，所述的陶瓷片与导热胶膜间隔层叠，所述绝缘层的最外两表层为导热胶膜。

本发明陶瓷片复合结构的铝基板，包括铝合金基板（4）、前述的绝缘层、铜箔（3），铝合金基板（4）、绝缘层、铜箔（3）依次层叠并压制成型。

本发明陶瓷片复合结构的铝基板的制造方法，按如下步骤进行：

步骤1、对铝合金基板做表面处理；

步骤2、在离型膜或离型纸上涂覆导热胶液，经过烘烤半固化而成导热胶膜；

步骤3、在陶瓷片的两表层各覆上一导热胶膜，作为陶瓷片复合结构的绝缘层；

步骤4、将步骤三绝缘层的一表层覆上步骤一的铝合金板，另一表层覆上铜箔，然后在真空中高温高压成型。

优选的，步骤1：铝合金基板表面处理

在铝合金基板表面喷涂配备好的偶联剂溶液，然后在105~120℃烘箱中烘烤18-25分钟，进一步优选为20分钟。进一步优选，表面处理剂为硅烷偶联剂。

优选的，配备的偶联剂为KH560，溶液浓度（质量浓度）为5‰~1%。喷涂量为20~50ml/㎡。铝合金板为1060型铝板、3003型铝板、5052型铝板或者6061型铝板，铝合金基板厚度为0.5~5.0mm。

步骤2：导热胶膜制作

该导热胶膜体系的组分（质量份）如下：环氧树脂60～100份、增韧剂1～30份、溶剂80～150份、固化剂1～20份、促进剂0.01～2份、偶联剂0.1～5份、导热填料0～700份。将上述各组分配制成导热胶液后，由涂胶设备涂覆于经表面离型处理过离型膜或者离型纸上，经过烘烤半固化而成导热胶膜。该导热胶膜具有柔性和高密度性，解决了传统铝基板的脆性问题。

优选的，树脂选用无卤环氧树脂的组合。在该组合中，环氧树脂当量在150～500 g/eq，树脂A和树脂B的质量比为1：0.4～0.5，其中，组分A为无色液体，固含量在75%～85%；组分B为无色液体，固含量在90%～100%。（注：当量：指含有一当量环氧基的环氧树脂克数。固含量：体系中纯树脂所占的比例，其余部分为溶剂。）