[发明专利]图案化多绝缘材质电路基板

说明书

技术领域

本发明属于电子元件印刷线路板的技术领域，更具体的说，本发明涉及一种具有优异散热性能的图案化多绝缘材质电路基板。

背景技术

随着集成电路的发展，电子封装变得更轻、更薄、更小、功能更强，逐步满足人类对便捷、舒适、强大功能的追求，同时也对电子封装提出了更高的要求。电子元件功耗的增加必然会导致电路发热量的提高，从而使工作温度不断上升。一般来说，在半导体器件中，温度每升高18℃，失效的可能性就增加2～3倍。因此散热成为制约电子元件向高功率化发展的瓶颈问题。

当前，散热问题无疑已成为摆在电子设计者们面前的最大挑战之一。一方面随着印刷线路板向着高密度、高精度、小型多层SMT方向的不断发展,元器件的安装空间大幅减少；而另一方面对功率元器件的功率要求却又越来越高。小空间大功率不可避免地产生更多的热量聚集，造成元器件电气性能下降甚至毁损。早先的解决办法是采用冷却硬件或陶瓷功能块散热，前者本身需要大量空间，而后者更由于陶瓷的热膨胀系数较大，而不能形成大的陶瓷绝缘层，而如果陶瓷绝缘层大于一定尺寸时在反复多次的冷热循环中焊点处由于应力易形成裂纹或脱落而导致连接失效甚至容易引起短路而失效。另外，随着电子元器件的引脚越来越多的参与散热，要求导电层也要具有良好的散热能力。因此，随着封装密度及对可靠性要求的提高，应考虑选用导热性能更好的基材和导热层。

目前的电子器件普遍使用FR4印刷线路板，对于电子器件来说，影响其可靠性指标的一个重要因素就是元器件的工作温度。根据相关文献记载，电子设备的失效率有55%是由温度超过电子元件的规定值引起的。温度对各种类型元器件的性能影响是不同的，在常见的元器件中，温度对于半导体器件的影响最大。电子设备中大量应用的半导体器件如集成运放、TTL逻辑芯片、各种电源稳压芯片等，其基本组成单元都是P-N结，对温度变化非常敏感，一般温度每升高10℃，反向漏电流将增加一倍。这种随温度的变化，将直接导致产品正常工作点发生漂移，最大允许功耗下降。温度对阻容元件的性能参数也有一定的影响。温度升高时，会造成电阻内热噪声加剧，阻值偏离标称值，允许耗散功率下降等。对电容器的影响是使电容量和介质损耗角等参数发生变化，从而导致电路中的阻容时间常数等参数改变，影响整个电子设备的可靠性。为了减少温度对元器件的性能影响，必须要使用散热良好而且可靠性高的线路板。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种图案化多绝缘材质电路基板。采用本发明所述的图案化多绝缘材质电路基板不仅成本相对较低而还具有高导热率、抗击穿并且性能可靠的优点。

本发明所述的图案化多绝缘材质电路基板，包括金属基板，其特征在于：所述金属基板上形成有树脂绝缘层和高导热绝缘层，并且所述高导热绝缘层用作半导体元器件的基座，所述树脂绝缘层用作其他电子元器件的基座，并且所述半导体元器件与所述其他电子元器件通过金属连接体电性连接。

其中，所述金属基板上具有多个树脂绝缘层和多个高导热绝缘层；并且所述树脂绝缘层之间相邻设置或者间隔设置；所述高导热绝缘层之间相邻或者间隔设置；所述树脂绝缘层与所述高导热绝缘层之间相邻设置或者间隔设置。

其中，所述金属连接体为采用银、金或铜的引线、隆起物和/或桥接物。

其中，所述金属基板由选自铝、铜、镍、铁、金、银、钛、钼、硅、镁、铅、锡、铟、镓或者它们的合金材料制成。作为优选地，所述金属基板由铜或铜合金，铝或铝合金，以及单晶硅或多晶硅等制成。

其中，所述金属基体经过表面处理工序，所述的表面处理工序包含粗化处理、酸洗、碱洗、酸蚀刻或者碱蚀刻工序中的任意一种或几种。

其中，所述金属基体表面形成有金属或非金属过渡层。

其中，所述金属基体表面经过表面处理在其表面上形成有阳极氧化膜或绝缘漆膜。

其中，所述高导热绝缘层由陶瓷材料或非金属单晶材料制成。

其中，所述陶瓷材料选自氧化物、氮化物、碳化物或者它们的复合物的一种或几种。

其中，所述陶瓷材料通过烧结或真空镀膜方法形成，所述的真空镀膜方法选自蒸镀、溅镀、离子镀、反应溅射以及化学气相沉积等工艺。

其中，所述高导热绝缘层的导热系数的范围为50～500W/mK，优选为100～500W/mK。

其中，所述高导热绝缘层的厚度为20～500μm，优选为20～200μm。

其中，所述半导体元器件或其他电子元器件通过波峰焊接、回流焊接、共晶焊接或使用导电粘合剂与金属导线或金属连接柱连接。