专利名称：大功率电子器件模组用基板及其制备方法
技术领域：
本发明涉及大功率电子产品领域，特别涉及ー种大功率电子器件模组用基板及其制备方法。
背景技术：
在电子エ业中，大功率的通讯路板或大功率LED光源在正常工作下常常会产生大量的热，这些热量必须及时排出到环境中，否则将会引起电子原件温度升高，影响其正常エ作，有时甚至损毁。为达到良好的散热，通常利用的基板为陶瓷基板或金属基板。陶瓷基板常用的有两种，一种是氧化铝(A1203)，另ー种是氮化硅，氮化铝的导热系数为20-30w/mk，一般只能用于较小的功率元件封装，氮化硅的导热系数可达到170w/mk，是理想的高导热封装基板 材料，但其制造成本高昂，以及难以进行机械加工的弱点限制了它的使用。另ー种是金属基板，由于金属材料与其线路板之间必须有ー层绝缘层，以保证电路的隔离，而该绝缘层的导热系数通常较低，这导致整个金属基板的散热性能下降，远远低于氮化硅的陶瓷基板。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种导热性能好，又具有良好的电气绝缘性能的大功率电子器件模组用基板及其制备方法。为达到上述目的，本发明的技术方案是ー种大功率电子器件模组用基板，包括高导热的金属基板和固定连接于所述金属基板上的高导热性绝缘层。优选的，所述高导热性绝缘层为金刚石、人造金刚石、类金刚石、碳化硅、氮化硅、或氮化招。优选的，所述金属基板为导热系数在50w/mk及以上的金属片。优选的，所述高导热性绝缘层设置于所述金属基板的一面、两面、三面、四面、五面、或所有面。优选的，还包括用于焊接和连接LED模块的高导热的金属电路层，所述金属电路层固定连接于所述高导热性绝缘层上。优选的，所述金属基板上设置有固定孔，所述固定孔的侧壁上设有所述高导热性绝缘层。优选的，高导热性绝缘层的厚度为I微米到100微米，其有效导热系数为25W/mk及以上。优选的，所述金属电路层上面设有镀金层。ー种大功率电子器件模组用基板的制备方法，包括以下步骤，
第一歩，金属基板的制备；
第二步，在金属基板的一面、两面、三面、四面、五面、或所有面上形成高导热性绝缘层。
优选的，所述第二步采用化学沉积或机械压制的方法制备。采用本技术方案的有益效果是在金属基板上直接生成高导热性绝缘层，使整个基板既具有金属基板便于加工和价格低廉的特性，又具有陶瓷基板绝缘性能和高导热性能同时兼顾的优点。
图I是本发明ー种大功率电子器件模组用基板实施例I的示意 图2是本发明ー种大功率电子器件模组用基板实施例2的示意 图3是本发明ー种大功率电子器件模组用基板实施例3的示意 图4是本发明ー种大功率电子器件模组用基板实施例4的示意图；图5是本发明ー种大功率电子器件模组用基板实施例5的示意图。图中数字和字母所表示的相应部件名称
I.金属基板 2.高导热性绝缘层 4.金属电路层 5.阻焊层 6. LED芯片8.镀金层11.固定孔。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进ー步详细的说明。实施例1，
如图I所示，ー种大功率电子器件模组用基板，包括高导热的金属基板I和固定连接于所述金属基板I底面上的高导热性绝缘层2。所述金属基板I上设置有固定孔11，在所述金属基板I的上面设置有ー层镀金层8，镀金层8上面可直接共阳极(或共阴极)焊接LED芯片6，本安装方式使金属基板作为电路的一部分，结构更简单，省略了电路层和绝缘层，散热效果更好，镀金层8的设置进一步提高了 LED芯片6和金属基板I之间的电连接性能。上述高导热性绝缘层2为金刚石、人造金刚石、类金刚石、碳化硅、氮化硅、或氮化铝中的ー种。所述金属基板I为导热系数在50w/mk及以上的金属片，如符合要求的铜、银、铝或其它合金。本实施例在金属基板I的底面形成ー层高导热性绝缘层2，使得金属基板I和其它电路或散热器之间形成良好的电气绝缘，并且高导热性绝缘层2的导热系数达到25w/mk及以上，导热性能优异，使整个基板既具有金属基板便于加工和价格低廉的特性，又具有陶瓷基板绝缘性能和高导热性能同时兼顾的优点。实施例2，
如图2所示,实施例I,
如图I所示，ー种大功率电子器件模组用基板，包括高导热的金属基板I和固定连接于所述金属基板I上表面上的高导热性绝缘层2。所述金属基板I上设置有固定孔11，在所述高导热性绝缘层2的上面设置有ー层金属电路层4，金属电路层4上面可直接共阳极(或共阴极)焊接LED芯片6，本安装方式使高导热性绝缘层2作为金属电路层4和金属基板之间的绝缘层，同时具有电气隔离和高散热性能的功能，结构更简单，省略了传统低热传导系数的绝缘层，散热效果更好。
上述高导热性绝缘层2为金刚石、人造金刚石、类金刚石、碳化硅、氮化硅、或氮化铝中的ー种。所述金属基板I为导热系数在50w/mk及以上的金属片，如符合要求的铜、银、铝或其它合金。本实施例在金属基板I的底面形成ー层高导热性绝缘层2，使得金属基板I和其它电路或散热器之间形成良好的电气绝缘，并且高导热性绝缘层2的导热系数达到25w/mk及以上，导热性能优异，使整个基板既具有金属基板便于加工和价格低廉的特性，又具有陶瓷基板绝缘性能和高导热性能同时兼顾的优点。实施例I和实施例2中所述LED芯片6为单极LED芯片6，其阳极为所述LED芯片6底座，其阴极从所述LED芯片6的上表面引出；因此，上述实施例为共阳极连接方案，可以省去LED芯片6与金属基板I之间的绝缘层，使热传递效率大大提高。而金属基板I的底面和四个侧面均加工有高导热性绝缘层2，使得本发明的电气绝缘性能更优异，更方便安装和电路排布。上述LED芯片6也可以是其它大功率电子元器件。
实施例3，
如图3所示，其余与实施例I相同，不同之处在于金属基板I的固定孔11的内侧面也加工有高导热性绝缘层2，使得本发明的电气绝缘性能更优异，更方便安装和电路排布。实施例4，
如图4所示，其余与实施例2相同，不同之处在于，金属基板I完全被高导热性绝缘层2覆盖，金属电路层4直接固定连接在高导热性绝缘层2上，本实施例的电气绝缘性更好，可以更灵活的匹配不同电子元器件使用。实施例5，
如图5所示，金属基板I完全被高导热性绝缘层2覆盖，金属电路层4直接固定连接在高导热性绝缘层2上，金属电路层4的表面上镀有镀金层8，主要目的是为了提高焊接的质量和可靠性，LED芯片6或者其他大功率元器件直接焊接于所述镀金层8上，镀金层8的其余裸露部分涂覆有阻焊层5或者绿油。本实施例中，金属基板I上加工有固定孔11，固定孔11的内壁也加工有高导热性绝缘层2。上述实施例中，所述金属基板I上设置有固定孔，所述固定孔的侧壁上设有所述高导热性绝缘层2。使金属基板I的绝缘性能更优异。实施例6，
ー种大功率电子器件模组用基板的制备方法，包括以下步骤，
第一歩，金属基板的制备；
第二步，在金属基板的一面、两面、三面、四面、五面、或所有面上形成高导热性绝缘层。本步骤采用化学沉积或机械压制的方法制备。采用本技术方案的有益效果是在金属基板上直接生成高导热性绝缘层，使整个基板既具有金属基板便于加工和价格低廉的特性，又具有陶瓷基板绝缘性能和高导热性能同时兼顾的优点。以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种大功率电子器件模组用基板，其特征在于，包括高导热的金属基板和固定连接于所述金属基板上的高导热性绝缘层。
2.根据权利要求I所述的大功率电子器件模组用基板，其特征在于，所述高导热性绝缘层为金刚石、人造金刚石、类金刚石、碳化硅、氮化硅、或氮化铝。
3.根据权利要求I所述的大功率电子器件模组用基板，其特征在于，所述金属基板为导热系数在50w/mk及以上的金属片。
4.根据权利要求I到3任一所述的大功率电子器件模组用基板，其特征在于，所述高导热性绝缘层设置于所述金属基板的一面、两面、三面、四面、五面、或所有面。
5.根据权利要求I到3任一所述的大功率电子器件模组用基板，其特征在于，还包括用于焊接和连接LED模块的高导热的金属电路层，所述金属电路层固定连接于所述高导热性绝缘层上。
6.根据权利要求4所述的大功率电子器件模组用基板，其特征在于，所述金属基板上设置有固定孔，所述固定孔的侧壁上设有所述高导热性绝缘层。
7.根据权利要求4所述的大功率电子器件模组用基板，其特征在于，高导热性绝缘层的厚度为I微米到100微米，其有效导热系数为25W/mk及以上。
8.根据权利要求5所述的大功率电子器件模组用基板，其特征在于，所述金属电路层上面设有镀金层。
9.一种大功率电子器件模组用基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤， 第一步，金属基板的制备； 第二步，在金属基板的一面、两面、三面、四面、五面、或所有面上形成高导热性绝缘层。
10.根据权利要求8所述的大功率电子器件模组用基板的制备方法，其特征在于，所述第二步采用化学沉积或机械压制的方法制备。
全文摘要
本发明公开了一种大功率电子器件模组用金属基板及其制备方法，在金属基板上直接生成高导热性绝缘层，使整个基板既具有金属基板便于加工和价格低廉的特性，又具有陶瓷基板绝缘性能和高导热性能同时兼顾的优点。
文档编号H05K3/00GK102811554SQ20111014701
公开日2012年12月5日 申请日期2011年6月2日 优先权日2011年6月2日
发明者熊大曦 申请人:熊大曦