專利名稱：金屬陶瓷復(fù)合基板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種散熱基板，特別是涉及一種金屬陶資復(fù)合基板及其制 備方法。
背景技術(shù)：
隨著信息及通訊科技的蓬勃發(fā)展，半導(dǎo)體及光電組件的散熱問題也愈 受重視。
一般而言，通常會將各種電子組件，例如動態(tài)隨機存取內(nèi)存
(dynamic random access memory, DRAM)、各種組件電路、集成電路、發(fā) 光二極管(light emitted diode, LED)封裝在基板上。若無法透過基板 有效地將電子產(chǎn)品組件所產(chǎn)生的熱能傳遞到外部，將會影響電子產(chǎn)品的效 能以及安全性。
可將基板的各材料層接合的現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)分為兩種， 一種為有膠接合 技術(shù)，另一種為無膠接合技術(shù)。有膠接合技術(shù)所用的有機膠體為高分子環(huán) 氧樹脂，由于其本身的熱安定性以及電氣絕緣性不佳，往往會減低基板的 散熱效果與熱安定性。另一方面，無膠接合技術(shù)則是將金屬材料層和陶瓷 材料層之間接口進行熔接，由于其熱安定性不佳，使得現(xiàn)有金屬陶瓷復(fù)合 基板的制備面臨考驗。
因此，亟需提出 一種方法以改良金屬陶資復(fù)合基板的熱安定性以及熱 傳導(dǎo)性質(zhì)。
由此可見，上述現(xiàn)有的散熱基板在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、制造方法與使用上，顯 然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上述存在的問 題，相關(guān)廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的 設(shè)計被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品及方法又沒有適切的結(jié)構(gòu)及方法能夠解決上 述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新的金 屬陶瓷復(fù)合基板及其制備方法，實屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè) 界極需改進的目標(biāo)。
有鑒于上述現(xiàn)有的散熱基板存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品 設(shè)計制造多年豐富的實務(wù)經(jīng)驗及專業(yè)知識，并配合學(xué)理的運用，積極加以 研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新的金屬陶瓷復(fù)合基板及其制備方法，能夠改進 一般現(xiàn)有的散熱基板，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計，并經(jīng)反 復(fù)試作樣品及改進后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實用價值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的散熱基板存在的缺陷，而提供一 種新型結(jié)構(gòu)的金屬陶瓷復(fù)合基板，所要解決的技術(shù)問題是使其兼具熱傳導(dǎo) 性以及熱安定性，非常適于實用。
本發(fā)明的另一目的在于，克服現(xiàn)有的散熱基板制備方法存在的缺陷，而 提供一種新的金屬陶瓷復(fù)合基板的制備方法，所要解決的技術(shù)問題是使其 制造出兼具熱傳導(dǎo)性以及熱安定性的金屬陶瓷復(fù)合基板，從而更加適于實 用。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)
本發(fā)明提出的一種金屬陶瓷復(fù)合基板，其包括""R^Vl同片； 一導(dǎo)線銅片；一 陶瓷板，介于該散熱銅片與該導(dǎo)線銅片之間； 一第一緩沖層，接合該陶瓷 板與該散熱銅片；以及一第二緩沖層，接合該陶瓷板與該導(dǎo)線銅片，其中 該第一緩沖層以及第二緩沖層的材料為金屬，且其熱膨脹系數(shù)介于銅的熱 膨脹系數(shù)與該陶瓷板的材料的熱膨脹系數(shù)之間。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。
前述的金屬陶瓷復(fù)合基板，其中所述的第一緩沖層以及該第二緩沖層 的材料是選自由鎳、鈦、鋯、以及鐵組成的群組。
前述的金屬陶瓷復(fù)合基板，其中所述的第 一緩沖層以及該第二緩沖層 的厚度分別為約100 nm至約10000 nm;以及該散熱銅片的厚度與該導(dǎo)線銅 片的厚度分別為約0.01 mm至約1隨，且其中該散熱銅片的厚度不大于該 導(dǎo)線銅片的厚度的4倍。
前述的金屬陶瓷復(fù)合基板，其中所述的散熱銅片與該導(dǎo)線銅片的材料 為無氧銅或紅銅，以及其中該陶f;板的材料為氧化鋁或氮化鋁。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。依據(jù)本 發(fā)明提出的一種金屬陶瓷復(fù)合基板的制備方法，其包括以下步驟
(a) 在一陶瓷板的外表面上形成一緩沖層，該緩沖層的材料為金屬，且 其熱膨脹系數(shù)介于銅的熱膨脹系數(shù)與該陶瓷板的材料的熱膨脹系數(shù)之間；
(b) 迭合一散熱銅片、該陶資板以及一導(dǎo)線銅片而形成一夾層結(jié)構(gòu)，其 中該散熱銅片以及該導(dǎo)線銅片位于該陶資板的相對二側(cè)并分別與該緩沖層 田比連；
(c) 在一高溫爐內(nèi)升溫該夾層結(jié)構(gòu)至一熔接溫度，使該緩沖層接合該散 熱銅片及該導(dǎo)線銅片；以及
(d) 冷卻該夾層結(jié)構(gòu)至一室溫。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題另外還采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。依 據(jù)本發(fā)明提出的 一種金屬陶瓷復(fù)合基板的制備方法，其包括以下步驟
(a)在一散熱銅片的外表面上形成一第一緩沖層，該第一緩沖層的材料
5為金屬且其熱膨脹系數(shù)介于銅以及該陶瓷板的材料的熱膨脹系數(shù)之間；
(b) 在一導(dǎo)線銅片的外表面上形成一第二緩沖層，該第二緩沖層的材料 與該第 一緩沖層的材料相同；
(c) 迭合該散熱銅片、 一陶瓷板以及該導(dǎo)線銅片而形成一夾層結(jié)構(gòu)，其 中該散熱銅片以及該導(dǎo)線銅片位于該陶資板的相對二側(cè)并分別與該第一緩 沖層及該第二緩沖層毗連；
(d) 在一高溫爐內(nèi)升溫該夾層結(jié)構(gòu)至一熔接溫度，使該第一緩沖層及該 第二緩沖層接合該陶瓷板；以及
(e) 冷卻該夾層結(jié)構(gòu)至一室溫。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。 前述的金屬陶瓷復(fù)合基板的制備方法，其中所述的緩沖層的金屬材料
是選自由鎳、鈦、鋯、以及鐵組成的群組。
前述的金屬陶瓷復(fù)合基板的制備方法，其中所述的緩沖層的厚度分別
為約100腿至約10000 nm;以及該散熱銅片的厚度與該導(dǎo)線銅片的厚度分
別為約0.01 mm至約1 mm，且其中該散熱銅片的厚度不大于該導(dǎo)線銅片的
厚度的4倍。
前述的金屬陶瓷復(fù)合基板的制備方法，其中所述的緩沖層、該第一緩沖 層以及該第二緩沖層的形成方法為電鍍或賊鍍法。
前述的金屬陶瓷復(fù)合基板的制備方法，其中所述的熔接溫度為約1055 。C至約1083°C。
前述的金屬陶瓷復(fù)合基板的制備方法，其中所述的熔接溫度為約1060 。C至約1065°C。
前述的金屬陶瓷復(fù)合基板的制備方法，其中所述的散熱銅片與該導(dǎo)線 銅片為無氧銅或紅銅，以及其中該陶瓷板的材料為氧化鋁或氮化鋁。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。由以上可知，為達(dá) 到上述目的，本發(fā)明的一方面就是提供了一種金屬陶瓷復(fù)合基板，根據(jù)本 發(fā)明的一實施例，金屬陶瓷復(fù)合基板包含散熱銅片、導(dǎo)線銅片、陶瓷板、第 一緩沖層以及第二緩沖層。其中陶瓷板介于散熱銅片以及導(dǎo)線銅片之間；第 一緩沖層接合陶瓷板以及散熱銅片，且第二緩沖層接合陶瓷板以及導(dǎo)線銅 片。上述第一緩沖層以及第二緩沖層的材料為金屬，且其熱膨脹系數(shù)介于 銅以及陶資板的材料的熱膨脹系數(shù)之間。
此外，為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的另 一方面還提供了 一種金屬陶瓷復(fù)合 基板的制備方法，根據(jù)本發(fā)明一實施例，上述方法包含下列步驟。在陶瓷板 的外表面上形成一緩沖層。上述緩沖層的材料為金屬，且其熱膨脹系數(shù)介 于銅以及陶資板的材料的熱膨脹系數(shù)之間。迭合散熱銅片、陶資板以及導(dǎo) 線銅片而形成一夾層結(jié)構(gòu)，其中散熱銅片以及導(dǎo)線銅片位于陶資板的相對二側(cè)并分別與該緩沖層相毗連。將夾層結(jié)構(gòu)置在一高溫爐內(nèi)并升溫至一熔接溫度，使緩沖層分別接合陶瓷板與散熱銅片間的第一接口、以及陶瓷板與導(dǎo)線銅片間的第二界面。將接合后的夾層結(jié)構(gòu)冷卻至室溫，以維持金屬陶瓷復(fù)合基板的第一接口以及第二接口的接合穩(wěn)定度。
另夕卜，為達(dá)到上述目的，本發(fā)明另還提供了一種金屬陶瓷復(fù)合基板的制備方法的另一實施例，金屬陶瓷復(fù)合基板的制備方法包含下列步驟。在散熱銅片的外表面上形成第一緩沖層，以及在導(dǎo)線銅片的外表面上形成第二緩沖層。上述第一緩沖層以及第二緩沖層的材料為金屬，且其熱膨脹系數(shù)介于銅以及陶資板的材料的熱膨脹系數(shù)之間。迭合散熱銅片、陶瓷板以及導(dǎo)線銅片而形成一夾層結(jié)構(gòu)，其中散熱銅片以及導(dǎo)線銅片位于陶資板的相對二側(cè)并分別與第一緩沖層及第二緩沖層相毗連。將夾層結(jié)構(gòu)置于一高溫
爐內(nèi)并升溫至一熔接溫度，使第一緩沖層接合陶瓷板與散熱銅片間的第一界面、以及第二緩沖層接合陶瓷板與導(dǎo)線銅片間的第二界面。將接合后的夾層結(jié)構(gòu)冷卻至室溫，以維持金屬陶瓷復(fù)合基板的第 一接口以及第二接口的接合穩(wěn)定度。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明金屬陶瓷復(fù)合基板及其制備方法至少具有
下列優(yōu)點及有益效果能夠制造出兼具熱傳導(dǎo)性以及熱安定性的金屬陶瓷復(fù)合基板，從而更加適于實用。
綜上所述，本發(fā)明具有上述諸多優(yōu)點及實用價值，其不論在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、制造方法或功能上皆有較大的改進，在技術(shù)上有顯著的進步，并產(chǎn)生了好用及實用的效果，且較現(xiàn)有的散熱基板具有增進的突出功效，從而更加適于實用，誠為一新穎、進步、實用的新設(shè)計。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。


圖1是依照本發(fā)明一實施例的金屬陶瓷復(fù)合基板的概要剖面圖。
圖2是依照本發(fā)明一實施例的方法制備圖1的金屬陶瓷復(fù)合基板時所
用的夾層結(jié)構(gòu)的和X要剖面圖。
圖3是依照本發(fā)明另一實施例的方法制備圖1的金屬陶瓷復(fù)合基板時
所用的夾層結(jié)構(gòu)的概要剖面圖。
100:金屬陶瓷復(fù)合基板 110、 210、 310:散熱銅片
115、 215、 315:導(dǎo)線銅片 120、 220、 320:陶資板
130、 230、 330:第一緩沖層 135、 335:第二緩沖層hi:散熱銅片厚度
205、 305:夾層結(jié)構(gòu) 250、 350:第一界面 340:散熱銅片
240:陶瓷板 255、 355:第二界面 345:導(dǎo)線銅片 h2:導(dǎo)線銅片厚度
具體實施例方式
為更進一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功 效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的金屬陶瓷復(fù)合基板及 其制備方法其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、方法、步驟、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點及功效，在以下配合參考圖 式的較佳實施例的詳細(xì)說明中將可清楚的呈現(xiàn)。為了方便說明，在以下的實 施例中，相同的元件以相同的編號表示。
常見的無膠型散熱基板，是在一高溫環(huán)境下利用無氧銅(銅含量^ 99. 99 % )與氧化鋁進行熔接，而形成金屬陶資復(fù)合基板。金屬陶資復(fù)合基 板在后續(xù)制程如形成導(dǎo)線時或使用中，常會經(jīng)歷升溫、冷卻的過程，因此 金屬陶瓷復(fù)合基板的熱安定性非常重要。然而，在0-10(TC的條件下，無氧 銅的熱膨脹系數(shù)約為16. 5*1(T6 (理論值)，而氧化鋁的熱膨脹系數(shù)約為 6.5*10—6 (理論值)。這樣的差異代表兩者熱漲冷縮的性質(zhì)差異太大，而易 導(dǎo)致銅箔導(dǎo)線剝離或產(chǎn)生接口缺陷。
有鑒于上述問題，相關(guān)領(lǐng)域亟需兼具熱傳導(dǎo)性以及熱安定性的金屬陶 瓷復(fù)合基板。
請參閱圖1所示，圖1是依照本實施例的金屬陶瓷復(fù)合基板100的概 要剖面圖。在圖1中，本發(fā)明較佳實施例的金屬陶瓷復(fù)合基板100包含散 熱銅片110、導(dǎo)線銅片115、陶瓷板120、第一緩沖層130以及第二緩沖層 135。陶瓷板120介于散熱銅片IIO以及導(dǎo)線銅片115之間。第一緩沖層130 接合陶瓷板120以及散熱銅片110，以及第二緩沖層135接合陶瓷板120以 及導(dǎo)線銅片115。上述第一緩沖層130以及第二緩沖層135的材料為金屬。
為了在陶瓷板120和散熱銅片110以及導(dǎo)線銅片115之間提供良好的 熱膨脹緩沖能力，所選擇的第一緩沖層130以及第二緩沖層135的材料的 熱膨脹系數(shù)a !必須介于陶瓷板120的材料的熱膨脹系數(shù)a 2以及銅的熱膨 脹系數(shù)ct3之間。此外，所選緩沖層材料的氧化活性不可過低，以利金屬陶 瓷復(fù)合基板100的4給。Jiii的緩沖層130、 135的材料可以是鎳、鈦、鋯、或 鐵。為了同時兼顧提供熱膨脹緩沖能力、以及不影響金屬陶瓷復(fù)合基板IOO 功能兩種需求，第一緩沖層130以及第二緩沖層135的厚度可為約100 nm
實施例I至約10000 nm,或可為次孩i米等級或至數(shù);微米。
上述的陶資板120的材料可為氧化鋁或氮化鋁。上述的陶瓷板120的 厚度不拘。
上述的散熱銅片110以及導(dǎo)線銅片115的材料可以是無氧銅或紅銅(銅 含量為約99.9-99.99 % )。由于無氧銅所含的雜質(zhì)較少(少于0. 001 % ),其高 溫下的接合條件較易控制，常用來制造金屬陶瓷復(fù)合基板材料。然而，無氧 銅的價格高出紅銅許多，本案發(fā)明人在中國臺灣專利申請案「無膠型導(dǎo)熱 基板及其制備方法」中，揭露以紅銅制備無膠型導(dǎo)熱基板的方法，此處將 其納入作為參照。
上述的散熱銅片110以及導(dǎo)線銅片115的厚度可為約0. 01 mm至約l mm。 值得注意的是，散熱銅片110主要可負(fù)責(zé)金屬陶瓷復(fù)合基板100的導(dǎo)熱、散 熱功能；而導(dǎo)線銅片115則可供日后在其上形成所需導(dǎo)線線路。由于散熱銅 片IIO與導(dǎo)線銅片115的功能不同，二者的厚度也可以不同。 一般而言，為 了提供較佳的導(dǎo)熱以及散熱效果，散熱銅片110的厚度hl可大于導(dǎo)線銅片 115的厚度h2。然而，為了避免因為散熱銅片IIO及導(dǎo)線銅片115厚度差 異過大，而導(dǎo)致金屬陶瓷復(fù)合基板100因受熱后膨脹不均勻而撓曲變 形，散熱銅片110的厚度hl應(yīng)不大于導(dǎo)線銅片115的厚度h2的4倍(亦 艮卩，hi ^ 4*h2 )。
根據(jù)本實施例的金屬陶瓷復(fù)合基板100如下散熱銅片110以及導(dǎo)線 銅片115的材料為紅銅，且散熱銅片110的厚度hl為約O. 3 mm至約l mm,導(dǎo) 線銅片115的厚度h2為約0. 01 mm至約1 mm;陶瓷板120的材料為氧化鋁 陶瓷板，且厚度不拘；第一緩沖層130以及第二緩沖層135的材料為鎳，且 厚度分別為次微米等級。
本實施例的金屬陶瓷復(fù)合基板100必須經(jīng)過后續(xù)制程，例如，必須在導(dǎo) 線銅片115上形成所需導(dǎo)線線路，方可運用于電子組件的封裝。在這些后 續(xù)制程以及封裝制程中，金屬陶覺復(fù)合基板IOO往往需歷經(jīng)多次的升溫、降 溫的過程。如上所述，由于紅銅的熱膨脹系數(shù)(17*10_6 )和氧化鋁的熱膨 脹系數(shù)(6. 5*10—6 )相去甚遠(yuǎn)，在金屬陶瓷基板100受熱膨脹的過程中，銅 片110/115以及陶瓷板120受熱膨脹的程度也有很大的差異。此時，由于第 一緩沖層130和/或第二緩沖層135例如鎳的熱膨脹系數(shù)(13. 3*10—6 )介于 銅以及陶f:板120的材料之間，亦即上述緩沖層130/135受熱膨脹的程度 介于銅片110/115以及陶資板120之間，因此緩沖層130/135可在散熱銅片 110和陶瓷板120以及導(dǎo)線銅片115和陶瓷板120之間發(fā)揮緩沖的功能，減 少銅片110/115剝離的機會。
實施例II
請參閱圖2所示，圖2繪示根據(jù)本實施例制備圖1的金屬陶瓷復(fù)合基板100時，所用的夾層結(jié)構(gòu)205。
根據(jù)本發(fā)明另 一實施例，提出 一種金屬陶瓷復(fù)合基板的制備方法。應(yīng)可 理解，本實施例中所用的材料及規(guī)格與上文實施例I中所述相同，此處不再贅述。
根據(jù)本實施例，制備金屬陶瓷復(fù)合基板100的方法包含以下步驟。在 陶資板220的外表面上形成緩沖層230,緩沖層230的材料為金屬，且其熱 膨脹系數(shù)介于紅銅的熱膨脹系數(shù)與氧化鋁的熱膨脹系數(shù)之間。迭合散熱銅 片210、陶資板220以及導(dǎo)線銅片215而形成夾層結(jié)構(gòu)205，其中散熱銅片 210以及導(dǎo)線銅片215位于陶瓷板220的相對二側(cè)并分別與緩沖層230相毗 連。將夾層結(jié)構(gòu)205置于一高溫爐內(nèi)并升溫至一熔接溫度，以分別接合陶 瓷板220與散熱銅片210間的第一接口 250、以及陶瓷板220與導(dǎo)線銅片 215間的第二界面255。將夾層結(jié)構(gòu)205冷卻至室溫(約25°C )，以維持第 一接口 250以及第二接口 255的接合穩(wěn)定度。
上述緩沖層230的形成方法為電鍍法或濺鍍法。本實施例中，是利用電 鍍法在陶瓷板220的外表面上形成緩沖層230。
在高溫爐內(nèi)進行上述熔接時，適當(dāng)?shù)娜劢訙囟葹榧s1055。C至約1083°C。 本實施例中，所用的熔接溫度為約106(TC至約1065°C。高溫爐內(nèi)的氣體組 成大致為氮、氧(濃度約為1*1(T6-100*10—6 )、以及少量水蒸氣。
值得注意的是，在上述將夾層結(jié)構(gòu)205冷卻至室溫的過程中，金屬陶 瓷復(fù)合基板100中所包含的各種材料會因為溫度降低而收縮。傳統(tǒng)金屬陶 瓷復(fù)合基板中，因為銅以及氧化鋁收縮比率的差異，往往導(dǎo)致接合接口中 產(chǎn)生眾多孔隙而形成接口缺陷，而影響基板的熱傳導(dǎo)性質(zhì)。然而，根據(jù)本 實施例的方法所形成的緩沖層230，除了實施例I中所述的緩沖能力外，尚 可減少界面250/255中的孔隙形成，因而可改善上述接口缺陷以提升最終 產(chǎn)品的導(dǎo)熱、散熱性能。
實施例III
請參閱圖3所示，圖3繪示根據(jù)本實施例制備圖1的金屬陶瓷復(fù)合基 板100時，所用的夾層結(jié)構(gòu)305。
根據(jù)本發(fā)明又一實施例，提出另 一種金屬陶瓷復(fù)合基板的制備方法。應(yīng) 可理解，此處僅敘述實施例與實施例II中不同的步驟，并不在贅述其余相 同的材料、規(guī)格、及方法。
根據(jù)本實施例，制備金屬陶瓷復(fù)合基板100的方法包含以下步驟。在散 熱銅片310的外表面上形成第一緩沖層330，以及在導(dǎo)線銅片315的外表面 上形成第二緩沖層335。其中，第一緩沖層330以及第二緩沖層3"的材料 為金屬，且其熱膨脹系數(shù)介于紅銅的熱膨脹系數(shù)與氧化鋁的熱膨脹系數(shù)之 間。迭合散熱銅片310、陶瓷板320以及導(dǎo)線銅片315而形成一夾層結(jié)構(gòu)
10305，其中散熱銅片310以及導(dǎo)線銅片315位于陶瓷板320的相對二側(cè)并分 別與第一緩沖層330及第二緩沖層335相毗連。將夾層結(jié)構(gòu)305置于一高 溫爐內(nèi)并升溫至一熔接溫度，使第一緩沖層330接合陶瓷板320與散熱銅 片310間的第一界面350、以及第二緩沖層335接合陶瓷板320與導(dǎo)線銅片 315間的第二界面355。將夾層結(jié)構(gòu)305冷卻至室溫(約25°C )，以維持第 一接口 350以及第二接口 355的接合穩(wěn)定度。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何 熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動與潤 飾，因此本發(fā)明的保護范圍當(dāng)視后附的申請專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式 上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā) 明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利 用上述揭示的方法及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實 施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以 上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方 案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種金屬陶瓷復(fù)合基板，其特征在于其包括一散熱銅片；一導(dǎo)線銅片；一陶瓷板，介于該散熱銅片與該導(dǎo)線銅片之間；一第一緩沖層，接合該陶瓷板與該散熱銅片；以及一第二緩沖層，接合該陶瓷板與該導(dǎo)線銅片，其中該第一緩沖層以及第二緩沖層的材料為金屬，且其熱膨脹系數(shù)介于銅的熱膨脹系數(shù)與該陶瓷板的材料的熱膨脹系數(shù)之間。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的金屬陶瓷復(fù)合基板，其特征在于其中所述的 第一緩沖層以及該第二緩沖層的材料是選自由鎳、鈦、鋯、以及鐵組成的 群組。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬陶瓷復(fù)合基板，其特征在于其中所述的 第一緩沖層以及該第二緩沖層的厚度分別為100 nm至10000 nm;以及該散 熱銅片的厚度與該導(dǎo)線銅片的厚度分別為0.01 mm至l mm,且其中該散熱 銅片的厚度不大于該導(dǎo)線銅片的厚度的4倍。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬陶資復(fù)合基板，其特征在于其中所述的 散熱銅片與該導(dǎo)線銅片的材料為無氧銅或紅銅，以及其中該陶瓷板的材料 為氧化鋁或氮化鋁。
5、 一種金屬陶瓷復(fù)合基板的制備方法，其特征在于其包括以下步驟(a) 在一陶乾板的外表面上形成一緩沖層，該緩沖層的材料為金屬，且 其熱膨脹系數(shù)介于銅的熱膨脹系數(shù)與該陶瓷板的材料的熱膨脹系數(shù)之間；(b) 迭合一散熱銅片、該陶資板以及一導(dǎo)線銅片而形成一夾層結(jié)構(gòu)，其 中該散熱銅片以及該導(dǎo)線銅片位于該陶瓷板的相對二側(cè)并分別與該緩沖層 郵匕連；(c) 在一高溫爐內(nèi)升溫該夾層結(jié)構(gòu)至一熔接溫度，使該緩沖層接合該散 熱銅片及該導(dǎo)線銅片；以及(d) 冷卻該夾層結(jié)構(gòu)至一室溫。
6、 一種金屬陶瓷復(fù)合基板的制備方法，其特征在于其包括以下步驟(a) 在一散熱銅片的外表面上形成一第一緩沖層，該第一緩沖層的材料 為金屬且其熱膨脹系數(shù)介于銅以及該陶瓷板的材料的熱膨脹系數(shù)之間；(b) 在一導(dǎo)線銅片的外表面上形成一第二緩沖層，該第二緩沖層的材料 與該第 一緩沖層的材料相同；(c) 迭合該散熱銅片、 一陶瓷板以及該導(dǎo)線銅片而形成一夾層結(jié)構(gòu)，其 中該散熱銅片以及該導(dǎo)線銅片位于該陶瓷板的相對二側(cè)并分別與該第一緩沖層及該第二緩沖層毗連；(d) 在一高溫爐內(nèi)升溫該夾層結(jié)構(gòu)至一熔接溫度，使該第一緩沖層及該 第二緩沖層接合該陶瓷板；以及(e) 冷卻該夾層結(jié)構(gòu)至一室溫。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的金屬陶瓷復(fù)合基板的制備方法，其特征 在于其中所述的緩沖層的金屬材料是選自由鎳、鈦、鋯、以及鐵組成的群組。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的金屬陶瓷復(fù)合基板的制備方法，其特征 在于其中所述的緩沖層的厚度分別為100 nm至10000 nm;以及該散熱銅片 的厚度與該導(dǎo)線銅片的厚度分別為0. 01 mm至1 mm，且其中該散熱銅片的厚 度不大于該導(dǎo)線銅片的厚度的4倍。
9、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的金屬陶瓷復(fù)合基板的制備方法，其特征 在于其中所述的緩沖層、該第一緩沖層以及該第二緩沖層的形成方法為電鍍或賊鍍法。
10、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的金屬陶瓷復(fù)合基板的制備方法，其特征 在于其中所述的熔接溫度為1055。C至1083°C。
11、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的金屬陶瓷復(fù)合基板的制備方法，其特征 在于其中所述的熔接溫度為1060。C至1065°C。
12、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的金屬陶瓷復(fù)合基板的制備方法，其特征 在于其中所述的散熱銅片與該導(dǎo)線銅片為無氧銅或紅銅，以及其中該陶瓷 板的材料為氧化鋁或氮化鋁。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種金屬陶瓷復(fù)合基板及其制備方法，該一種金屬陶瓷復(fù)合基板，包含散熱銅片、導(dǎo)線銅片、陶瓷板、第一緩沖層以及第二緩沖層。陶瓷板介于散熱銅片以及導(dǎo)線銅片之間。第一緩沖層接合陶瓷板和散熱銅片，且第二緩沖層接合陶瓷板和導(dǎo)線銅片。第一緩沖層以及第二緩沖層的材料為金屬，且其熱膨脹系數(shù)介于銅的熱膨脹系數(shù)以及該陶瓷板的材料的熱膨脹系數(shù)之間。本發(fā)明亦揭露一種金屬陶瓷復(fù)合基板的制備方法，能夠制造出兼具熱傳導(dǎo)性以及熱安定性的金屬陶瓷復(fù)合基板，從而更加適于實用。
文檔編號H05K7/20GK101685805SQ20081016141
公開日2010年3月31日 申請日期2008年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月25日
發(fā)明者徐筱珍, 王錦瑾, 陶鈞德 申請人:長揚光電股份有限公司