[发明专利]一种碳化硅基复合电路板及其制备方法

说明书

本发明公开了一种碳化硅基复合电路板及其制备方法，属于电路板技术领域，包括碳化硅基复合基板和印制在所述碳化硅基复合基板上的线路图，所述碳化硅基复合基板由以下重量份数原料制成：碳化硅50‑60份、玻璃粉20‑28份、填料5‑10份、粘结剂3‑7份、助剂7‑12份。本发明以碳化硅和玻璃粉为主料，配合填料、粘结剂和助剂球磨、超声处理、喷雾造粒、三次烧结制得碳化硅基复合基板。各原料之间分散粘合，基板的热膨胀系数小，机械强度大，稳定性能好，有效提高了基板的合格率，具有积极的推广意义。

技术领域

本发明涉及电路板技术领域，具体涉及一种碳化硅基复合电路板及其制备方法。

背景技术

相比于传统硅(Si)材料，碳化硅(SiC)因其更宽的禁带宽度、更高的热导率和更高的临界击穿场强，在大功率开关电路和电力系统应用领域得到了广泛的关注。SiC功率器件最突出的性能优势在于其高压、高频和高温工作特性，可以有效地降低电力电子系统的功率损耗。虽然碳化硅基基板的应用前景广阔，然而在实际生产过程中存在烧结致密度低、原料利用率低等问题，制约着这类材料的大规模使用，急需从原料配制及生产工艺上做进一步的改进。以往的基电路板的典型的散热构造是在基电路板上焊接基板的结构，该基板一般为铜制、铝制。但是，该结构例如在热负荷的情况下，焊接层会因为基板和基电路板的热膨胀系数不同而开裂，其结果是，出现散热不充分、误操作电路上的半导体或半导体破损等问题。

公告号为CN104617204B的专利公开了一种碳化硅基电路板，包括碳化硅陶瓷基板和印制在所述碳化硅陶瓷基板一面或两面的金属线路图；所述碳化硅基电路板的制备方法包括配料步骤、压制成型步骤、烧结步骤、加工清洗步骤、网印步骤和还原步骤。该发明具有散热功效高、散热均匀性好、价格便宜、可用于大功率器件等优点，但是该发明将碳化硅与玻璃釉混合，喷雾造粒，压制，烧结，原料之间的粘结力差，得到的电路板机械强度差。

公开号为CN105367076A的专利文献公开了一种高韧低膨胀系数的氮化铝-碳化硅复合电路板基板材料，该材料将氮化铝和碳化硅粉体混合使用，具备高的导热和安全性，而以季铵盐离子液体、无水乙醇、异己二醇制备的复合溶剂较之传统的有机溶剂表面张力更低，对粉体的浸润性更佳，得到的复合醇基流延浆料气泡少，物料混合紧密均匀，流动性好，易于成型，制得的坯体脱胶和烧结稳定性更佳，加入的纳米氧化锆增韧补强效果显著，再结合烧结助剂及其它原料，使得制备得到的材料烧结活性高，结构细致紧密，不良杂质含量少，导热效率提高，可广泛的用做多种电路板基板。但是，该发明先将坯体进行热处理，然后进行高温烧结，没有进行低温烧结，坯体中容易产生孔，影响基板性能，合格率低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种碳化硅基复合电路板及其制备方法，热膨胀系数小，机械强度大，稳定性能好，有效提高了基板的合格率，具有积极的推广意义。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种碳化硅基复合电路板,包括碳化硅基复合基板和印制在所述碳化硅基复合基板上的线路图，所述碳化硅基复合基板由以下重量份数原料制成：碳化硅50-60份、玻璃粉20-28份、填料5-10份、粘结剂3-7份、助剂7-12份。

优选的，所述填料为纳米氧化钛和硅酸钙的混合物，重量比纳米氧化钛：硅酸钙为1:2-3。

优选的，所述粘结剂由以下重量份数的成分制成：酚醛树脂25-30份、硅酸钠12-20份、十二烷基氨基丙酸钠5-8份、乙醇42-47份、六亚甲基四胺6-10份、硅烷偶联剂2-6份。

优选的，所述助剂为磷酸三丁酯、氧化铝和木质素磺酸钙的混合物，重量比磷酸三丁酯：氧化铝：木质素磺酸钙为1:0.5-0.8:1-1.5。

优选的，所述碳化硅基复合基板的制备方法包含以下步骤：

S1：将碳化硅、玻璃粉、填料、粘结剂、助剂混合后置于球磨机中球磨，然后进行超声处理，喷雾造粒，制得粉体；