属层直接结合至所述第一金属氧化物介电层、将所述第二导电金属层直接结合至所述第二金属氧化物介电层、以及将所述通路中的所述导电含金属的芯元件直接结合至所述中间金属氧化物介电层。11.根据权利要求10所述的电路材料，其中所述粘合改进层是用于镀覆所述导电金属层的金属籽晶层，所述金属籽晶层的厚度明显小于其所涂覆的所述金属氧化物层的厚度。12.根据权利要求1至11中任一项所述的电路材料，其中所述通孔通路通过以下步骤形成:在形成所述金属氧化物介电层之前，从所述导热金属芯基底选择性地去除金属以产生从所述金属芯基底的一侧延伸至另一侧的通孔通路。13.根据权利要求12所述的电路材料，其中所述通孔通路通过钻透所述金属芯基底而形成。14.根据权利要求13所述的电路材料，其中所述通孔通路不是通过钻透或蚀刻透过金属氧化物介电层或陶瓷介电层形成。15.根据权利要求1至14中任一项所述的电路材料，其中在所述通孔通路中在形成所述通路中的所述含金属的芯元件的所述导电金属与形成所述通孔通路的所述壁的所述中间金属氧化物层之间存在溅射金属籽晶金属层。16.根据权利要求1至15中任一项所述的电路材料，其中所述金属氧化物介电层通过包括电解氧化的工艺制造。17.根据权利要求16所述的电路材料，其中所述金属氧化物介电层具有平均晶粒尺寸小于500纳米的结晶结构，其中在所述金属氧化物绝缘体的表面中限定的孔具有小于500纳米的平均直径。18.根据权利要求1至17中任一项所述的电路材料，其中所述金属氧化物介电层通过使所述金属芯基底的表面部分电解氧化而形成，其中所述金属氧化物介电层具有大于50KVmm—1的介电强度、大于5W m—1IT1的热导率、5微米至30微米的厚度、以及平均晶粒尺寸小于500纳米(0.5微米)的结晶结构，并且其中在所述金属氧化物介电层的表面中限定的孔具有小于500纳米的平均直径。19.根据权利要求1至18中任一项所述的电路材料，其中所述金属氧化物绝缘体通过包括如下步骤的工艺制造:通过在水性电解液中对所述基底相对于电极加电偏压来形成所述绝缘体，所述基底通过一系列具有交替极性的电压脉冲而被加偏压。20.根据权利要求1至19中任一项所述的电路材料，其中所述金属氧化物介电层通过包括电解氧化的工艺制造，在所述工艺中包含铝的金属芯基底接触水性胶态电解液，其中分散在所述胶态电解液中的胶态颗粒被结合到所述金属氧化物介电层中。21.根据权利要求1至20中任一项所述的电路材料，其中所述导电金属层被图案化。22.根据权利要求1至21中任一项所述的电路材料，其中所述导电金属层在被施加至所述金属氧化物介电层时未被图案化，而是随后通过去除工艺进行图案化。23.—种包括安装在根据权利要求1至22中任一项所述的电路材料上的发热电子器件的制品。24.根据权利要求23所述的制品，其中所述电子器件选自光电子器件、RF器件、微波器件、开关半导体或放大半导体、或者功率晶体管，其中所述电子器件被支承在所述电路材料的所述第一导电金属层上。25.根据权利要求24所述的制品，其中所述功率晶体管为MOSFET或IGBT。26.根据权利要求23所述的制品，其中所述制品包括RF部件，以及其中形成在所述电路材料的表面上的电路包括高Q值输入/输出传输线、RF解耦和匹配电路、或功率晶体管。27.根据权利要求23所述的制品，其中所述第一导电金属层和所述第二导电金属层被图案化，其中在所述电子器件与所述第一导电金属层的第一接触部之间以及在所述电子器件与所述第一导电金属层的第二接触部之间存在电连接，以及其中至少一个导电通路将所述第一接触部和所述第二接触部中的每一个连接至所述第二导电金属层的对应接触部。28.根据权利要求23所述的制品，其中所述电子器件是LED。29.根据权利要求28所述的制品，包括安装在所述第一金属氧化物介电层之上的或者安装在所述第一金属氧化物介电层上的焊盘之上的LED器件，所述LED器件被电连接至所述第一导电金属层的至少一部分。30.—种制造电路材料的方法，包括: 提供导热的金属芯基底； 在所述金属芯基底中形成至少一个通孔通路； 通过将所述金属芯基底的金属转变成金属氧化物的氧化反应来在所述金属芯基底的相反侧上以及在所述通孔通路中形成金属氧化物介电层；以及 在所述金属氧化物介电层的至少在所述金属芯基底的相反侧上的表面之上施加导电金属层。31.根据权利要求30所述的方法，其中在镀覆所述导电金属层期间用含金属的芯元件填充所述通孔通路，所述含金属的芯元件电连接所述金属芯基底的相反侧上的所述导电层。32.根据权利要求30所述的方法，其中在施加所述导电金属层之后用含金属的芯元件填充所述通孔通路，所述含金属的芯元件电连接所述金属芯基底的相反侧上的所述导电层，其中所述含金属的芯元件通过用包含金属颗粒和有机树脂的金属膏填充所述通孔通路而制成。33.根据权利要求30所述的方法，其中在形成所述金属氧化物介电层之后并且在于所述金属氧化物介电层的所述表面之上施加导电金属之前，在所述金属氧化物层的所述表面上涂覆金属轩晶层。34.根据权利要求30所述的方法，其中在形成所述金属氧化物介电层之后并且在于所述金属氧化物介电层的所述表面之上施加所述导电金属层之前，用粘合改进材料涂覆所述金属氧化物介电层。35.根据权利要求30所述的方法，还包括在形成所述金属氧化物介电层之后，用金属籽晶层涂覆所述层；以及在施加所述导电金属层之前，向经涂覆的金属氧化物介电层施加抗蚀剂涂层;使所述抗蚀剂曝光;对所述抗蚀剂进行显影[去除曝光的区域];在所述金属氧化物介电层的所述抗蚀剂已被显影的区域之上镀覆导电金属层；剥离所述抗蚀剂；以及从未被导电金属层镀覆的区域去除所述金属籽晶层。36.根据权利要求30至35中任一项所述的方法，其中所述导电金属层是铜，以及所述方法还包括用另一金属镀覆所述铜层的表面以防止所述铜的氧化并且提高钎焊性。37.根据权利要求30至36中任一项所述的方法，还包括在向所述金属氧化物介电层的所述表面上施加铜层之后，将所述电路材料分成多个较小面板，每个所述较小面板在两侧的每一侧上具有在约4.0英寸至5.0英寸的范围内的尺寸。38.根据权利要求30至37中任一项所述的方法，其中所述金属层被图案化，并且其中所述方法还包括在经图案化的电路材料上安装电子器件。39.根据权利要求30至38中任一项所述的方法，其中所述电子器件是高亮度发光二极管。40.根据权利要求30至39中任一项所述的方法，所述方法包括通过在容纳水性电解液和电极的电解室中布置所述金属芯基底来形成所述金属氧化物介电层，其中所述金属芯基底和所述电极接触所述水性电解液，并且通过施加一系列具有交替极性的电压脉冲达预定时间段来对所述基底相对于所述电极加电偏压，正电压脉冲对所述基底相对于所述电极加阳极偏压并且负电压脉冲对所述基底相对于所述电极加阴极偏压，其中控制所述正电压脉冲和所述负电压脉冲的幅值。41.根据权利要求40所述的方法，其中所述电解液为胶态的并且包括分散在水相中的固体颗粒，其中所述电解液包括一定比例的颗粒尺寸小于100纳米的固体颗粒，并且其中来自所述电解液的所述固体颗粒被结合到生长中的金属氧化物介电层中。42.根据权利要求41所述的方法，其中所述固体颗粒包括选自硅、铝、钛、铁、镁、钽、稀土金属、及它们的组合的元素的金属氧化物和/或氢氧化物。43.根据权利要求40所述的方法，其中在所述金属芯基底的所述表面上形成所述金属氧化物介电层的方法包括:在容纳胶态电解液的电解室中布置所述金属芯基底，所述胶态电解液包含分散在碱性水相中的固体颗粒，所述室还容纳电极，所述金属芯基底的两侧的至少一部分以及所述电极的至少一部分接触所述电解液；以及对所述基底相对于所述电极加电偏压达预定时间段以通过施加一系列双极电脉冲从而在所述金属芯基底上产生含金属氧化物的介电层，使得所述基底的极性从相对于所述电极为阳极的循环为相对于所述电极为阴极的，所述含金属氧化物的层在所述基底相对于所述电极为阳极的循环时间段期间形成，其中所述固体颗粒在所施加的电场的影响下朝向所述基底的所述表面迀移并且被结合到所述含金属氧化物的介电层中以形成所述金属氧化物介电层。44.一种制造电路材料的方法，包括: 提供招芯基底； 在所述铝芯基底中钻出导电通孔通路的图案； 通过将所述芯基底的铝转变成氧化铝的氧化反应来在所述铝芯基底的相反侧上以及在所述通孔通路中形成氧化铝介电层，所述方法还包括:在容纳水性电解液和电极的电解室中布置所述铝芯基底，其中所述铝芯基底的两侧的至少一部分和所述电极的至少一部分接触所述水性电解液；以及通过施加一系列具有交替极性的电压脉冲达预定时间段来对所述基底相对于所述电极加电偏压，正电压脉冲对所述基底相对于所述电极加阳极偏压并且负电压脉冲对所述基底相对于所述电极加阴极偏压，其中控制所述正电压脉冲和负电压脉冲的幅值，使得在所述铝芯基底的相反侧上以及在所述通孔通路的壁中产生氧化铝介电层，从而使所述铝芯基底有效绝缘并且防止在使用期间短路； 在所述铝芯基底的相反侧上的以及在所述通孔通路中的所述氧化铝介电层之上镀覆铜。45.根据权利要求44所述的方法，其中向所述氧化铝介电层施加金属籽晶层，并且在镀覆铜以形成图案化电路材料之后，从所述氧化铝层的未被镀覆的区域去除所述金属籽晶层。46.根据权利要求44所述的方法，还包括在图案化电路材料的表面上安装高亮度发光二极管器件。
【专利摘要】一种热管理电路材料包括：导热金属芯基底；在金属芯基底的两侧上的金属氧化物介电层；在金属氧化物介电层上的导电金属层；以及填充有导电含金属的芯元件的至少一个通孔通路，所述导电含金属的芯元件连接每一个导电金属层的至少一部分，其中所述通孔通路的围阻壁被金属氧化物介电层覆盖，所述金属氧化物介电层连接在金属芯基底的相反面上的金属氧化物介电层的至少一部分。还公开了制造这样的电路材料的方法，包括通过将金属芯基底的表面部分氧化转变来形成金属氧化物介电层。还公开了具有安装在电路材料中的发热电子器件(例如，HBLED)的制品。
【IPC分类】H01L33/64, H01L23/367, H01L21/48, H05K3/46, H01L23/373, H05K1/05, H01L23/498, H01L33/62
【公开号】CN105706231
【申请号】CN201480058738
【发明人】布雷特·W·基尔赫尼
【申请人】罗杰斯公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2014年10月24日
【公告号】US20150118391, WO2015061649A1