专利名称：金属覆层的陶瓷基板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种金属覆层的陶瓷基板。
背景技术：
在可携式电子产品的蓬勃发展下，可携式电子产品的功能愈来愈强大，因此这些 电子产品内所包含的电子元件的数量也不断增加。然而，在可携式电子产品轻量化与薄型 化的发展趋势下，可携式电子产品的内部空间通常塞满了各式电子元件，因而无法提供足 够的散热空间。因此，电子元件本身的散热能力就日显重要。目前，一种提升电子元件的散热能力的方式为将电子元件设置在具有高散热性能 的金属覆层陶瓷基板上。由于陶瓷兼具散热与绝缘的特性，因此已被用来作为散热基板的 材料。利用陶瓷材料来制作基板时，通常都是结合陶瓷与金属来组合成复合基板。图1所示，公开了一种传统金属覆层陶瓷基板的剖面图。金属覆层陶瓷基板100 包含陶瓷板102与金属覆层106。金属覆层106堆叠覆盖在陶瓷板102的表面104上。金 属覆层陶瓷基板100即为由陶瓷板102与金属覆层106所堆叠而成的复合结构。然而，金属覆层106设置在陶瓷板102的表面104上时，由于金属覆层106对于陶 瓷板102的表面104的黏附力不够，因此金属覆层106容易从陶瓷板102上脱离。如此一 来，金属覆层陶瓷基板100的稳定度与可靠度不佳的问题。由此可见，上述现有的金属覆层陶瓷基板在结构与使用上，显然仍存在有不便与 缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解 决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切结构能够解 决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的金属覆 层陶瓷基板，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容本实用新型的主要目的在于，克服现有的金属覆层陶瓷基板存在的缺陷，而提供 一种新型结构的金属覆层陶瓷基板，其在陶瓷板上先设置一层多孔性陶瓷层，再在多孔性 陶瓷层上覆盖一层金属覆层。由于，多孔性陶瓷层对陶瓷板具有高附着力与高比表面积，再 加上金属覆层可渗入多孔性陶瓷层的孔洞中，可大幅增加金属覆层对多孔性陶瓷层的吸附 力与散热面积。因此，可有效防止金属覆层自陶瓷板上剥离与增加散热效率，非常适于实 用。本实用新型的另一目的在于，提供一种新型结构的金属覆层陶瓷基板，其陶瓷板 经表面粗糙化处理后，具有规则或不规则形状结构的表面。因此，可增加后续覆盖在陶瓷板 的粗糙表面上的金属覆层与陶瓷板之间的接触面积，而可增进金属覆层对陶瓷板的附着力 与散热面积，进而达到提升金属覆层陶瓷基板的稳定性、可靠度与散热效率的目的。本实用新型的目的及解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。依据本实 用新型提出的一种金属覆层陶瓷基板，包含一陶瓷板；一多孔性陶瓷层，覆盖在该陶瓷板的一表面上，其中该多孔性陶瓷层包含多个孔洞；以及一金属覆层，覆盖在该多孔性陶瓷层 上，并至少填入部分的这些孔洞中。本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实 现。前述的金属覆层陶瓷基板，其中所述的陶瓷板的材料是选自氧化铝、氮化铝、氧化 硅、氮化硅以及碳化硅。前述的金属覆层陶瓷基板，其中所述的多孔性陶瓷层的材料与该陶瓷板的材料不 同。前述的金属覆层陶瓷基板，其中所述的多孔性陶瓷层的材料与该陶瓷板的材料相 同。前述的金属覆层陶瓷基板，其中所述的多孔性陶瓷层的材料是选自氧化铝、氮化 铝、氧化硅、氮化硅、碳化硅、及其混合物。前述的金属覆层陶瓷基板，其中所述的多孔性陶瓷层的厚度介于10纳米至500微 米之间。前述的金属覆层陶瓷基板，其中所述的金属覆层的材料为铜、镍、银、金、钛、铬、铝 或其合金。本实用新型的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本实用新 型提出的一种金属覆层陶瓷基板，包含一陶瓷板，具有一粗糙表面；以及一金属覆层，覆 盖在该粗糙表面上。本实用新型的目的以及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实 现。前述的金属覆层陶瓷基板，其中所述的陶瓷板的该粗糙表面具有一规则形状结 构，该规则形状结构的形状为三角形、梯形、多边形或圆弧形。前述的金属覆层陶瓷基板，其中所述的陶瓷板的该粗糙表面具有一不规则形状结 构。本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知， 本实用新型的主要技术内容如下一种金属覆层陶瓷基板，其是为陶瓷与金属所组成的复 合结构，因此具有极佳的稳定性、可靠度与散热性能。为了达到上述目的，本实用新型提供了一种金属覆层陶瓷基板，其在陶瓷板上先 设置一层多孔性陶瓷层，再于多孔性陶瓷层上覆盖一层金属覆层。其金属覆层可稳固地附 着在陶瓷板上的多孔性陶瓷层上，因此金属覆层陶瓷基板具有极佳的稳定性、可靠度与散 热效率。另外，为了达到上述目的，本实用新型还提供了一种金属覆层陶瓷基板，其陶瓷板 经表面粗糙化处理后，具有规则或不规则形状结构的表面。因此具有极佳的散热效能，且金 属覆层与陶瓷之间具有极佳的介面结合力。借由上述技术方案，本实用新型至少具有下列优点及有益效果借由在陶瓷板与金属覆层之间设置多孔性陶瓷层，金属覆层可渗入多孔性陶瓷层 的孔洞中，可增强后续形成在多孔性陶瓷层上的金属覆层对多孔性陶瓷层的吸附力。而且， 多孔性陶瓷层与陶瓷板同属陶瓷材料，因此多孔性陶瓷层与陶瓷板之间具有高附着力，并
4具有高比表面积。因此，金属覆层可稳固地与陶瓷板结合，且增大散热面积，而可大幅提升 金属覆层陶瓷基板的稳定性与可靠度。另外，借由使陶瓷板具有粗糙表面，亦可增强后续形成在此粗糙表面上的金属覆 层对陶瓷板的吸附力。如此一来，可增进金属覆层对陶瓷板的附着力与散热面积，进而可有 效提升金属覆层陶瓷基板的稳定性、可靠度与散热效率。综上所述，本实用新型可有效提升金属覆层陶瓷基板的稳定性、可靠度与散热效 率，在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技 术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征 和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1是传统金属覆层陶瓷基板的剖面图。图2与图3是本实用新型的一实施方式的一种金属覆层陶瓷基板的制作过程剖面 图。图4是本实用新型另一实施方式的一种金属覆层陶瓷基板的剖面图。图5是本实用新型又一实施方式的一种金属覆层陶瓷基板的剖面图。100金属覆层陶瓷基板102陶瓷板[0034]104表面106金属覆层[0035]200陶瓷板202表面[0036]204多孔性陶瓷层206孔洞[0037]208厚度210金属覆层[0038]212金属覆层陶瓷基板300陶瓷板[0039]302表面304金属覆层[0040]306金属覆层陶瓷基板400陶瓷板[0041]402表面404金属覆层[0042]406金属覆层陶瓷基板
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下 结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的金属覆层陶瓷基板，其具体实施方式
、结 构、特征及其功效，详细说明如后。图2和图3所示是依照本实用新型的一实施方式的一种金属覆层陶瓷基板的制作 过程剖面图。在本实施方式中，制作如图3所示的金属覆层陶瓷基板212时，先提供陶瓷板 200的材料。陶瓷板200的材料可选自但不限于氧化铝、氮化铝、氧化硅、氮化硅、碳化硅、及 其混合物。接着，在陶瓷板200的材料层上形成多孔性陶瓷层204的材料。多孔性陶瓷层 204的材料可选自但不限于氧化铝、氮化铝、氧化硅、氮化硅、碳化硅、及其混合物。在一实施例中，多孔性陶瓷层204的材料可选用与陶瓷板200相同的材料。在另 一实施例中，多孔性陶瓷层204的材料亦可选用与陶瓷板200不同的材料。[0046]多孔性陶瓷层204的材料在陶瓷板200的材料层形成，对陶瓷板200的材料层与 多孔性陶瓷层204的材料层的堆叠结构进行处理，而形成陶瓷板200与多孔性陶瓷层204。 其中，多孔性陶瓷层204覆盖在陶瓷板200的表面202上。多孔性陶瓷层204是一多孔性 结构，而包含有许多的孔洞206，如图2所示。多孔性陶瓷层204的孔洞206可为不规则与 规则形状。在一实施例中，多孔性陶瓷层204的厚度可例如介于10纳米至500微米之间。由于，多孔性陶瓷层204可经由与陶瓷板200 —起而形成在陶瓷板200的表面202 上，再加上多孔性陶瓷层204与陶瓷板200的材料均属陶瓷材料。因此，多孔性陶瓷层204 可紧密地附着在陶瓷板200的表面202上。如图3所示，完成陶瓷板200与多孔性陶瓷层204的堆叠结构的制作后，利用例如 物理气相沉积(PVD)方式、化学气相沉积(CVD)方式或电解沉积方式，形成金属覆层210覆 盖在多孔性陶瓷层204上。如此，即可形成由依序堆叠的陶瓷板200、多孔性陶瓷层204与金 属覆层210所组成的金属覆层陶瓷基板212。金属覆层210形成于多孔性陶瓷层204的表 面上时，金属覆层210至少可填入多孔性陶瓷层204的部分孔洞206之中，如图3所示。在 一实施例中，金属覆层210的材料可为但不限于铜(Cu)、镍(Ni)、银(Ag)、金(Au)、钛(Ti)、 铬(Cr)、铝(Al)或其合金。由于多孔性陶瓷层204具有许多孔洞206，金属覆层210可填入多孔性陶瓷层204 的部分孔洞206中，因此可有效增加金属覆层210与多孔性陶瓷层204之间的接触面积。 如此一来，可增加金属覆层210对多孔性陶瓷层204的附着力与散热效率。此外，金属覆层 210可渗入多孔性陶瓷层204的不规则形状的孔洞206中，待金属覆层210成型后，金属覆 层210的一部分可嵌设在多孔性陶瓷层204之的孔洞206中。如此一来，多孔性陶瓷层204 的孔洞206具有可抓住金属覆层210的功能，而可进一步增加金属覆层210与多孔性陶瓷 层204之间的结合力。在本实用新型中，亦可对陶瓷板进行表面处理，以粗糙化陶瓷板的表面。图4所示 是依照本实用新型的另一实施方式的一种金属覆层陶瓷基板的剖面图。在本实施方式中， 金属覆层陶瓷基板306包含陶瓷板300与金属覆层304。陶瓷板300的材料可选自但不限 于氧化铝、氮化铝、氧化硅、氮化硅、碳化硅、及其混合物。金属覆层304的材料可为但不限 于铜、镍、银、金、钛、铬、铝或其合金。陶瓷板300可经由表面粗糙化处理，而使陶瓷板300的表面302具有不规则形状 结构。待陶瓷板300的具有不规则形状结构的表面302形成后，利用例如物理气相沉积方 式、化学气相沉积方式或电解沉积方式，形成金属覆层304覆盖在陶瓷板300的粗糙表面 302上，而形成金属覆层陶瓷基板306。在金属覆层陶瓷基板306中，由于陶瓷板300的表面302具有不规则形状的粗糙 结构，因此当金属覆层304覆盖在此粗糙表面302上时，金属覆层304与表面302的接触面 积增加。因此，可有效增加金属覆层304对陶瓷板300的附着力与散热效率。图5所示是依照本实用新型的又一实施方式的一种金属覆层陶瓷基板的剖面图。 在本实施方式中，金属覆层陶瓷基板406包含陶瓷板400与金属覆层404。同样地，陶瓷板 400的材料可选自但不限于氧化铝、氮化铝、氧化硅、氮化硅、碳化硅、及其混合物。金属覆层 404的材料可为但不限于铜、镍、银、金、钛、铬、铝或其合金。陶瓷板400可经由表面粗糙化处理，而使陶瓷板400的表面402具有规则形状结
6构。图5所示的实施例中，表面402的规则形状结构的形状为矩形。然而，表面402的规则 形状结构的形状亦可例如为三角形、梯形、多边形或圆弧形。待陶瓷板400的具有规则形状 结构的表面402形成后，利用例如物理气相沉积方式、化学气相沉积方式或电解沉积方式， 形成金属覆层404覆盖在陶瓷板400的粗糙表面402上，而形成金属覆层陶瓷基板406。在金属覆层陶瓷基板406中，由于陶瓷板400的表面402具有规则形状的粗糙结 构，因此当金属覆层404覆盖在此粗糙表面402上时，金属覆层404与表面402的接触面积 增加。如此，可确实增加金属覆层404对陶瓷板400的附着力与散热效率。由上述本实用新型的实施方式可知，本实用新型的一优点就是因为在制作本实用 新型的金属覆层陶瓷基板时，先在陶瓷板上设置一层多孔性陶瓷层，再于多孔性陶瓷层上 覆盖一层金属覆层。由于，多孔性陶瓷层对陶瓷板具有高附着力与高比表面积，再加上金属 覆层可渗入多孔性陶瓷层的孔洞中，因此可大幅增加金属覆层对多孔性陶瓷层的吸附力与 散热面积，故可有效防止金属覆层自陶瓷板上剥离与增加散热效率。由上述本实用新型的实施方式可知，本实用新型的另一优点就是因为本实用新型 的金属覆层陶瓷基板的金属覆层可稳固地附着在陶瓷板上的多孔性陶瓷层上，因此金属覆 层陶瓷基板具有极佳的稳定性、可靠度与散热效率。由上述本实用新型的实施方式可知，本实用新型的又一优点就是因为本实用新型 的金属覆层陶瓷基板的陶瓷板经表面粗糙化处理后，具有规则或不规则形状结构的表面。 因此，可增加后续覆盖在陶瓷板的粗糙表面上的金属覆层与陶瓷板之间的接触面积，而可 增进金属覆层对陶瓷板的附着力与散热面积，进而达到提升金属覆层陶瓷基板的稳定性、 可靠度与散热效率的目的。由上述本实用新型的实施方式可知，本实用新型的再一优点就是因为本实用新型 的金属覆层陶瓷基板是由陶瓷与金属所组成的复合结构，因此具有极佳的散热效能，且金 属覆层与陶瓷之间具有极优异的介面结合力。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上 的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟 悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容 作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内 容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍 属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求一种金属覆层陶瓷基板，其特征在于，包含一陶瓷板；一多孔性陶瓷层，覆盖在该陶瓷板的一表面上，其中该多孔性陶瓷层包含多个孔洞；以及一金属覆层，覆盖在该多孔性陶瓷层上，并至少填入部分的这些孔洞中。
2.根据权利要求1所述的金属覆层陶瓷基板，其特征在于，其中所述的多孔性陶瓷层 的材料与该陶瓷板的材料不同。
3.根据权利要求1所述的金属覆层陶瓷基板，其特征在于，其中所述的多孔性陶瓷层 的材料与该陶瓷板的材料相同。
4.根据权利要求1所述的金属覆层陶瓷基板，其特征在于，其中所述的多孔性陶瓷层 的厚度介于10纳米至500微米之间。
5.一种金属覆层陶瓷基板，其特征在于，包含 一陶瓷板，具有一粗糙表面；以及一金属覆层，覆盖在该粗糙表面上。
6.根据权利要求5所述的金属覆层陶瓷基板，其特征在于，其中所述的陶瓷板的该粗 糙表面具有一规则形状结构，该规则形状结构的形状为三角形、梯形、多边形或圆弧形。
7.根据权利要求5所述的金属覆层陶瓷基板，其特征在于，其中所述的陶瓷板的该粗 糙表面具有一不规则形状结构。
专利摘要本实用新型是有关于一种金属覆层的陶瓷基板。该基板包含一陶瓷板、一多孔性陶瓷层以及一金属覆层。多孔性陶瓷层覆盖在陶瓷板的一表面上，其中此多孔性陶瓷层包含多个孔洞。金属覆层则覆盖在多孔性陶瓷层上，并至少填入部分的孔洞中。本实用新型提出了又一种金属覆层的陶瓷基板，具有一粗糙表面，以及一金属覆层，覆盖在该粗糙表面上。金属覆层可稳固地与陶瓷板结合，且增大散热面积，进而可有效提升金属覆层陶瓷基板的稳定性、可靠度与散热效率。
文档编号H01L23/498GK201733561SQ20102025351
公开日2011年2月2日 申请日期2010年7月5日 优先权日2010年7月5日
发明者黄俊杰 申请人:兆阳材料科技有限公司