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金屬基片和使用金屬基片的電子組件的制作方法

文檔序號:80300閱讀:230來源:國知局

專利名稱::金屬基片和使用金屬基片的電子組件的制作方法本發(fā)明涉及一種金屬基片,它包括金屬基座部分,電路導(dǎo)體部分和位于所述電路導(dǎo)體部分和該基座部分之間的絕緣部分,特別是涉及一種適用于半導(dǎo)體器件的金屬基片,這些半導(dǎo)體器件用于電力控制,它們與電子裝置相結(jié)合,并且產(chǎn)生大量熱。在電子控制裝置中,例如變換器,伺服放大器和主軸放大器,電力控制用半導(dǎo)體器件包括大容量二極管,晶體管,絕緣柵雙極性晶體管和金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管。目前使用的一種電子電路板稱為“DBC板”,板上的電路例如用于電力控制,它產(chǎn)生大量的熱。這種DBC板包括構(gòu)成導(dǎo)體電路的金屬片,陶瓷絕緣材料和鄰接所述陶瓷絕緣材料的底部的傳熱金屬板。用于DBC板中的金屬板可以是銅板。傳熱金屬板可以是銅板。如果采用了這些具有高導(dǎo)熱性材料如鋁陶瓷或氮化鋁陶瓷作為陶瓷絕緣材料,則由導(dǎo)體電路產(chǎn)生的熱將快速傳送到金屬板。此外,當(dāng)材料本身是陶瓷時,由于電暈放電造成的,材料退化受到抑制,并且使耐放電性能得以改善。但是在DBC板中,陶瓷絕緣材料層的熱膨脹系數(shù)與導(dǎo)熱金屬板層的熱膨脹系數(shù)不同,于是導(dǎo)致熱循環(huán)性能相當(dāng)差,并使相互連接面上易于出現(xiàn)裂縫。另外,由于陶瓷生產(chǎn)工藝中的限制因素,人們難以生產(chǎn)大尺寸的片材。典型地,采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝制成的陶瓷板尺寸限于約150mm×150mm。此外,采用傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝需要在高溫下加熱該板材,結(jié)果,不僅生產(chǎn)工藝復(fù)雜,而且生產(chǎn)成本高。為了克服DBC板的上述問題,人們在金屬基片內(nèi)加入一層由有機聚合物和金屬膜構(gòu)成的絕緣層,并且使用粘合劑粘到一導(dǎo)熱金屬板上。如圖7所示,在其中的金屬基片70內(nèi),電路導(dǎo)體3形成在絕緣層2上,該絕緣層由有機絕緣材料構(gòu)成,并且形成在導(dǎo)熱金屬板1的上表面上,在絕緣層2內(nèi)添加有晶粒狀無機填料。具有這種結(jié)構(gòu)的文獻例如6235/1971號日本書和9650/1972號日本書。圖中導(dǎo)體3和板1之間具有放電通道71。通常,有機聚合物構(gòu)成的絕緣層DBC板所用的陶瓷相比,具有相當(dāng)?shù)偷膶?dǎo)熱性,但是通過添加鋁或硅的無機填料可使該導(dǎo)熱性增大。此外,將該絕緣層的厚度減小到DBC板厚度的7%-30%,可使導(dǎo)熱率上升到所需的水平。與此有關(guān)的技術(shù)文獻包括106775/1991號、名稱“金屬基片”的日本實用新案公開說明書,73966/1988號、名為“熱輻射絕緣板”的日本實用新案公開說明書,98253/1987號,名為“印刷電路板”的日本實用新案公開說明書,244180/1991號、名為“疊層式金屬基片”的日本專利公開說明書,27786/1991號、名為“耐低熱電路板”的日本專利公開說明書,232795/1989號,名為“制造金屬基片的方法”的日本專利公開說明書和232792/1990,名為“電路板”的日本專利公開說明書。特別是在106775/1991號日本實用新案公開說明書的圖1或圖4中介紹了一種金屬基片,在其有機絕緣層中填入具有高導(dǎo)熱性的很長的無機填料。其縱向表面朝向金屬基座或無定向地放置。由于填加了無機填料,使金屬基片70的電路基片3上所裝組件輻射的熱能有效地轉(zhuǎn)移發(fā)散到外面,這些組件例如晶體管,電阻器和電容器。此外,如果在這些金屬基片內(nèi)采用有機聚合物絕緣材料,就便于以低成本制造大于DBC板的基片。并且不會出現(xiàn)DBC板中由于熱循環(huán)產(chǎn)生的裂縫問題。由于上述原因,在產(chǎn)生大量熱的電力線路或其它類似電組件中采用如上所述結(jié)構(gòu)的金屬基片。在傳統(tǒng)的如上所述類型的金屬基片中,將粒狀無機填料加入有機聚合物材料中,并且用所獲得的混合物作為絕緣材料。可是,如果使該構(gòu)絕緣層受到放電作用,則有機絕緣層容易退化,并且粒狀填充材料并未有效工作。這也就是說,當(dāng)放電造成的退化達到填充了粒狀無機填料的區(qū)域時,這種退化過程會沿著這一區(qū)域的界面進行,結(jié)果,該填料對于改善耐放電性能并非總是有效的。此外,將絕緣層的厚度減少到一般DBC板厚度的約7%-30%,以確保所需的散熱性能,這樣將影響到高壓絕緣性能。首先應(yīng)注意到,如果增加絕緣層的厚度,剛耐受放電的能力將得以改善,但散熱性能變差,原因在于電路導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的熱很難傳導(dǎo)到金屬基片上。還應(yīng)注意到,盡管傳統(tǒng)的金屬基片一般使用在較低的工作電壓,例如交流200V或以下,但近來人們常在400V或600V高壓等級下使用金屬基片。因此,考慮這兩個條件,由于電暈放電使有機聚合物的絕緣層性能劣化,并且絕緣層的絕緣性能受到破壞。此外,當(dāng)片的厚度變薄,維持絕緣不擊穿的壽命也變短。產(chǎn)生這一問題的原因是多方面的,首先,如果在基片的電路導(dǎo)體區(qū)的表面上存在空氣,而且即使這個區(qū)域已經(jīng)抗蝕劑或硅封裝物質(zhì)處理過,在處理完的層內(nèi)難免存在充有空氣的空穴區(qū)。第二,眾所周知,如果高壓交流電壓作用到這些充有空氣的空穴部位,則產(chǎn)生電暈放電。第三,大部分有機聚合物的電暈放電起始電壓范圍大約為400-500V,雖然該起始電壓與每個基片的厚度有關(guān)。不僅額定電壓為400V或更低的電子組件,而且額定電壓高于400V的電子組件,如果在與這些部分的電子控制相結(jié)合的開關(guān)操作中加載的電壓高于400V,就可能發(fā)生電暈放電現(xiàn)象。此外,雖然106775/1991號日本實用新型說明書“金屬基片”中提供了有效的熱學(xué)改進措施,例如改善熱傳導(dǎo)性和減小線性熱膨脹系數(shù),但放電導(dǎo)致的劣化現(xiàn)象將沿著界面擴散,這從圖7可看出,如前所述,所填充的料狀無機填料,當(dāng)放電到達這些填料時,將出現(xiàn)劣化現(xiàn)象,由此,該填料不能改善金屬基片的抗放電能力。為此,本發(fā)明的目的是提供一種金屬片,它具有優(yōu)異的熱發(fā)散特性以及出色的抗放電能力,還可在高電壓下使用。本發(fā)明的另一目的是提供采用這種金屬基片并在高壓下工作的電子組件。本發(fā)明提供一種金屬基片,它包括一金屬基座層;一電路導(dǎo)體層和位于所述電路導(dǎo)體層和所述基座層之間的絕緣部分,所述絕緣部分包括一其內(nèi)填充有片狀機材料的有機絕緣材料層,所述片狀無機材料以多疊層狀態(tài)布置在所述絕緣部分內(nèi)。所述片狀無機填料的平坦面基本上平行于電路導(dǎo)體件和基座件的表面,從而使該無機片狀填料板疊積成分層的狀態(tài)。采用這種布置,即使電暈放電在電路導(dǎo)體部分表面或絕緣層內(nèi)的空穴內(nèi)產(chǎn)生,并且有機絕緣材料發(fā)生劣化,但由放電導(dǎo)致的劣化現(xiàn)象可被抑制或基本上限制在具有片狀無機填料的部分內(nèi)。結(jié)果,整個絕緣層的抗放電性能得以改善。本發(fā)明還提供一種利用上述金屬基片的電子組件。在本發(fā)明的金屬基片和使用該基片的電子組件中,所述有機絕緣材料層其內(nèi)還填充有粒狀無機填料。結(jié)果,即使在沿著電路導(dǎo)體表面的空穴中或在絕緣層的空穴部位內(nèi)出現(xiàn)放電現(xiàn)象,并且使有機絕緣材料受到放電的損壞,但由于放電導(dǎo)致的劣化現(xiàn)象可防止,或基本上被抑制在填充有片狀無機填料的區(qū)域內(nèi)。從而改善了整個絕緣層的抗放電性能,并且由于存在顆粒狀無機填料,絕緣層的導(dǎo)熱性上升。同時,線性熱膨脹系數(shù)可降低,因而通過變填充材料的固定比例可以制成適于專用條件下的絕緣層。在本發(fā)明的金屬基片和使用該基片的電子組件中,絕緣部分還包括一由有機絕緣材料制成的絕緣層,其內(nèi)填加有顆粒狀無機填料,也就是說總共兩個絕緣層,該片狀無機填料的表面基本上平行于電路導(dǎo)體和基座件的表面,從而使該填充材料能疊積成分層狀態(tài)。結(jié)果,即使由于電暈放電使有機絕緣材料受損,但由于放電導(dǎo)致的劣化可只限制在填加有片狀無機填料的區(qū)域內(nèi),或者由于放電導(dǎo)致的劣化本身可被遏止,耐放電性能得以改善。此外,由于該絕緣層包含顆粒狀無機填料,使絕緣層的導(dǎo)熱率上升,從而降低了線性熱膨脹系數(shù)。采用這種結(jié)構(gòu),通過改變兩有機絕緣層之間的厚度比,可以制成適用于專門用途條件的絕緣層。在本發(fā)明的金屬基片和使用該基片的電子組件中,絕緣部分包括多個絕緣層,每個絕緣層由具有不同類型的片狀無機填料的有機絕緣材料層構(gòu)成,每種片狀無機填料分別具有不同的平均顆粒直徑。至少屬于片狀無機填料中任何一種的填料表面基本上平行于電路導(dǎo)體件和基座件的表面,因而該填料可疊積成分層狀態(tài)。結(jié)果,即使在沿電路導(dǎo)體表面的部位或在絕緣層內(nèi)的空穴處出現(xiàn)放電現(xiàn)象,由于放電導(dǎo)致該有機絕緣材料受損,但由放電導(dǎo)致的劣化現(xiàn)象被抑制在填加片狀無機填料的區(qū)域內(nèi),或可以防止放電導(dǎo)致的劣化現(xiàn)象本身的發(fā)生??傊?,整個絕緣層的抗放電性能得以改善。而且,通過改變多個有機絕緣層之間的厚度比例,可制成適于專門使用條件的絕緣層。在金屬基片和使用該基片的電子組件中,絕緣部分包括具有多種不同的片狀無機填料的有機絕緣材料,每種無機填料由不同的原材料構(gòu)成,這些片狀無機填料的表面大體上平行于電路導(dǎo)體件和基底件的表面,從而使填充材料可疊積成分層狀態(tài)。由于此原故,即使沿電路導(dǎo)體部分的表面或在絕緣層內(nèi)的空穴中產(chǎn)生電暈放電,并且由于放電使有機絕緣材料受損,但放電導(dǎo)致的劣化被限制在填充的片狀無機填料區(qū)域內(nèi),或放電導(dǎo)致的劣化被防止,從而使整個絕緣層的抗放電性能得以改善。此外,填充材料的種類的各種相應(yīng)特性可被賦予該絕緣層,由此,所制成的絕緣層更適應(yīng)專門的使用條件。在本發(fā)明的金屬基片和使用該金屬基片的電子組件中,絕緣部分包括多個絕緣層,每層由填充有片狀無機填料的有機絕緣層構(gòu)成,其中每種片狀無機填料分別具有不同顆粒直徑,每層片狀無機填料的表面基本上平行于電路導(dǎo)體件和基座件的表面,從而這些填料可疊積成分層狀態(tài)。結(jié)果,即使沿電路導(dǎo)體部分的表面或在該絕緣層內(nèi)的空穴中發(fā)生電暈放電,使有機絕緣材料由于放電劣化,但放電造成的劣化現(xiàn)象被限制在填充了片狀無機填料的區(qū)域內(nèi),或由于放電本身的劣化得以防止,于是整個表面的抗放電性能獲得改善。此外,由于填料本身具有的特性可被賦予該絕緣層,從而可制成適于特殊使用條件的絕緣層。本發(fā)明的其他目的和參考資料將從下面結(jié)合附圖的進一步描述中更易于理解。圖1是本發(fā)明的金屬基片的構(gòu)成示意圖;圖2是本發(fā)明的金屬基片的一個示意圖;圖3是本發(fā)明的金屬基片的一個示意圖;圖4是本發(fā)明的金屬基片的一個示意圖;圖5是本發(fā)明的金屬基片的一個示意圖;圖6是本發(fā)明的金屬基片的一個示意圖;圖7是本發(fā)明的金屬基片的一個示意圖?,F(xiàn)在參照相關(guān)的附圖依次描述本發(fā)明的金屬基片和使用這種基片的電子器件。實施例1如圖1所示,金屬基片10具有一電路導(dǎo)體件3,它經(jīng)由一絕緣層2置于一金屬基座1上,絕緣層2填加有片狀無機填料4,這些片呈平板形式,填充到絕緣層2內(nèi)。金屬基座1的材料可以采用諸如鐵,鋁,銅,SUS或硅晶鋼類材料,但是本實施例采用銅制作基座1。作為電路導(dǎo)體3的材料可選用鋁或銅,不過本實施例選用銅。在絕緣層中,有機絕緣材料中填充有片狀無機填料,在本實施例中,是在樹脂中填充片狀無機填料,填料中各具有占樹脂重量的80%的鋁填料)商標(biāo)為ShowaKeikinzoku,標(biāo)號為Lowsoda鋁L-13PC)。片狀無機填料的填充量為樹脂的80%。因為,如果在樹脂中混入過量的片狀無機填料,則使樹脂的粘滯性增大,導(dǎo)致可加工性變差。尤其是主要采用環(huán)氧樹脂和雙氰胺固體物質(zhì)作為有機絕緣材料,每個鋁片的表面積約為0.6mm2,厚度范圍從0.002-0.003mm,由這樣的鋁片構(gòu)成片狀無機填料4。此外在基片內(nèi)的絕緣層厚度是0.12mm,總共20至30片填料層形成在該絕緣層2內(nèi)。片狀無機填料中的片可以為圓形,矩形,多邊形或其它形狀,只要是扁平的材料即可。此外,在有機絕緣層內(nèi)的每個無機填料片4的平坦表面通常平行于電路導(dǎo)體3和金屬基座1的表面定向,從而該片狀無機填料能分層疊積。也就是說,所填充的片狀無機填料使得從電路導(dǎo)體3上的一給定點沿垂直于電路導(dǎo)體3的方向通過通道11到達金屬基座1的任一矢量均能與某些片狀無機填料相交。在絕緣層2內(nèi),可采用多種方法使這些片狀無機填料朝一個方向定向。例如,(1)將具有平板形式的片狀無機填料粉末填充到具有低粘度的有機絕緣材料中,多次供給這種混合粉末,從而形成一薄層,然后將薄層固化;(2)使用重力使片狀無機填料均朝一個方向?qū)R;或(3)將具有平板形式的片狀無機填料粉末散布到金屬基座上,然后在其上形成一有機絕緣層,使該絕緣材料與這些片填料粉逐漸浸滲。在本實施例中,將各具有平板形式的片狀無機填料粉4填加到具有低粘度的有機絕緣材料中,填加數(shù)次后形成薄層(10-20μ/1次×10次),然后在真空中加壓和加熱這些薄層,使其固化。對根據(jù)前面介紹的方法所得到的基片的抗放電性能進行測試。在這個抗放電試驗中,試樣為在外尺寸為200mm(長)×150mm(寬)的金屬基片中心處腐蝕出一塊5mm(寬)×50mm(長)的導(dǎo)電圖形。金屬基座的厚度為2mm,有機多聚物絕緣層的厚度為0.12mm,導(dǎo)電層的厚度為0.1mm。在測試中,在周圍溫度為100℃的條件下,在導(dǎo)電圖形和金屬基片的金屬基座之間施加工業(yè)電源(交流2kv和交流3kv,60Hz)。持續(xù)時間一直到測出絕緣損壞為止。當(dāng)施加交流電壓時,導(dǎo)電圖形表面附近的空氣會導(dǎo)致電暈放電,測試結(jié)果列于表1中。表1從表1可清楚看出,填充有片狀無機填料的金屬基片比傳統(tǒng)的制品(填充有粒狀無機填料的金屬基片)具有突出的優(yōu)良抗放電性能。即,在具有如前所述結(jié)構(gòu)的金屬基片10中,在電路導(dǎo)體3側(cè)產(chǎn)生的放電對絕緣層2中不利影響,而這一劣化進程取決于填加到絕緣層2內(nèi)的片狀無機填料的區(qū)域。如前所述,每個片狀無機填料構(gòu)成絕緣層2的一部分,這些無機填料片4的表面基本上平行于電路導(dǎo)體3和金屬基座1的表面,而且這些填料片疊積成分層狀態(tài)。采用這種結(jié)構(gòu),雖然放電發(fā)生在這些片狀無機填料區(qū)域內(nèi),但絕緣惡化程度很低,原因是片狀無機填料4具有出色的抗放電性能。結(jié)果體現(xiàn)在表1的數(shù)據(jù)中,換句話說,金屬基片的表面上有一絕緣層2,電路導(dǎo)體3形成在該絕緣層2之上,在絕緣層2填充有片狀無機填料4,這些無機填料4中的每一片的表面通常平行于電路導(dǎo)體3和金屬基座1的表面,并且與傳統(tǒng)的基片相比,疊積成分層狀態(tài)的無機填料的定向的片7具有特別優(yōu)異的抗放電性能。實施例2下面描述本發(fā)明的第二個實施例。如圖2所示,金屬基片20包括布置在絕緣層2上的電路導(dǎo)體3,而絕緣層2位于金屬基座1上,在絕緣層2內(nèi)填充有片狀無機填料4和粒狀無機填料。在本實施例中,樹脂含有的片狀鋁無機填料(商標(biāo)為ShowaKeikinzoku,品名為Lowsoda鋁Al-13PC)填加量的重量占樹脂重量的40%,而含有的粒狀無機填料(具有由ShowaDenko制造的球形鋁填料)的填加量樹脂重量的50%。有機絕緣層內(nèi)部填充有片狀無機填料4和粒狀無機填料5,片狀無機填料的表面基本上平行于電路導(dǎo)體3和金屬基座1的表面,并疊積成分層狀態(tài)。即,如圖中通道21所表示的,在絕緣區(qū)域2內(nèi)的從電路導(dǎo)體3上一給定點沿垂直電路導(dǎo)體3方向指向金屬基座1的任一矢量均可與片狀無機填料4的某些片相交??刹捎枚喾N方法使片狀無機填料4均朝一個方向定向,不過在本實施例中,將粉末形成的片狀無機填料4和粒狀無機填料5填充到低粘度的有機絕緣材料中。這種混合料填加數(shù)次后形成薄層形式。然后將該薄層放在加壓和加熱的真空氣氛下固化。結(jié)果,相對于第一實施例的情況,與僅填加片狀無機填料4相比,樹脂的粘度可減少到約70%,并且可加工性也得到改善。自然地,絕緣材料的粘度可降低,線性膨脹系數(shù)及熱傳導(dǎo)率也可以制造過程中很簡便地加以調(diào)整。根據(jù)上述方法獲得的制品的抗電性能測試條件完全與第一個實施例的條件相同。測試結(jié)果列于表2中。表2</tables>從表2中可清楚看出,這種在有機絕緣材料中填有片狀鋁填料和粒狀填料的金屬基片,其抗放電性能顯著優(yōu)于傳統(tǒng)制品。改進抗放電性能的機理與第一個實施例的情況相同。實施例3現(xiàn)在描述本發(fā)明的第三個實施例。如圖3所示,金屬基片包括電路導(dǎo)體3,它位于形成在金屬基座1上的絕緣層2層之上,絕緣層2由第一絕緣層2a和第二絕緣層2b構(gòu)成,第一絕緣層2a內(nèi)填充有片狀無機填料4,第二絕緣層2b內(nèi)填充有粒狀填料5。在第一絕緣層2a內(nèi),采用如環(huán)氧樹脂類有機絕緣材料,其內(nèi)填充了片狀無機填料4。在本本實施例中,所填充的鋁片狀無機填料的重量是樹脂(可選用ShowaKeikinzoku的名稱為LowsodaaluminaAL-13PC的產(chǎn)品)重量的80%。在第二絕緣層2b中,采用環(huán)氧樹脂類有機絕緣材料,其內(nèi)填充了粒狀無機填料。在本實施例中,所填充的鋁顆粒無機填料(由ShowaDenko出售的超晶粒鋁球形制品)的重量約為樹脂重量的90%。根據(jù)本實施例的金屬基片,第一絕緣層2a由填充有片狀無機填料4的有機絕緣材料制成,它形成在緊靠電路片3的絕緣層側(cè)。這種布置方式有效地改善了絕緣層的抗電暈放電性能。在制造過程中,先在金屬基座1上形成填充了粒狀無機填料5的第二絕緣層2b,然后形成填充有片狀無機填料4的第一絕緣層2a,最后粘合電路導(dǎo)體3。第一絕緣層2a中的片狀無機填料4的表面基本上平行于在有機絕緣材料內(nèi)的電路導(dǎo)體3和金屬基座1的表面,并且片狀無機填料疊積成分層狀態(tài)。也就是說,所填充的片狀無機填料使從電路導(dǎo)體3上一給定點沿垂直于電路導(dǎo)體3的方向經(jīng)通道31到達金屬基座1的任何矢量能與絕緣區(qū)2內(nèi)的片狀無機填料之一相交??墒褂枚喾N方法使無機填料朝一個方向定向,在本實施例中,首先將粒狀填料5的粉末填充到具有低粘滯性的有機絕緣材料中,重復(fù)混合數(shù)次,形成薄層,然后將其放入加壓和加熱的氣氛中固化,直到厚度為0.06mm為止。此外,將片狀無機填料4的粉末填充到低粘度的有機絕緣材料中,如此重量數(shù)次,形成薄層,將其放入加壓和加熱的真空氣氛中固化,直至厚度為0.06mm為止。至此,形成了總厚度為0.12mm的一絕緣層,接著將電路導(dǎo)體3粘附在其上。對該基片試品抗放電性能的測試過程與上述第一和第二實施例的過程一樣。測試結(jié)果示于表3中。表3</tables>從表3中可清楚看出,按本實施例獲得的金屬基片的抗放電性能比傳統(tǒng)制品優(yōu)越得多,用于改進抗放電性能的機理基本上與第一實施例相同。不過,與第一實施例的絕緣層厚度相比,這里填充有片狀無機填料的第一絕緣層2a的厚度要薄些,因此持續(xù)到絕緣擊穿的時間也變短。實施例4現(xiàn)在說明本發(fā)明的第四個實施例,如圖4所示,金屬基片40包括裝在絕緣層2上的電路導(dǎo)體3,絕緣層下面是金屬基底1,絕緣層2由第一絕緣層2a和第二絕緣層2b構(gòu)成。片狀無機填料4填充到第一絕緣層2a內(nèi),而填充到第二絕緣層2b內(nèi)的片狀無機填料6的平均大小與填充到第一絕緣層2a內(nèi)的片狀無機填料4不同。在本實施例的金屬基片中,由有機絕緣材料制成的緊靠電路導(dǎo)體3的第一絕緣層2a內(nèi)的片狀無機填料4具有較大的平均尺寸,因此有效地改善了該組件的抗放電性能。并且,先在金屬基座1上形成填充有較小平均尺寸的片狀無機填料6的第二絕緣層2b,接著在其上形成填充有較長尺寸的片狀無相填料4的第一絕緣層2a,最后粘合上電路導(dǎo)體3。絕緣層2a中的片狀無機填料4和絕緣層2b中的片狀無機填料6的表面基本上平行于電路導(dǎo)體3和金屬基座1的表面,這些填料片疊積成分層狀態(tài)。因此在絕緣區(qū)內(nèi)從電路導(dǎo)體3上任一點沿垂直于電路導(dǎo)體3方向通過通道41到達金屬基座1的任一矢量均可與片狀無機填料4和6中某些片相交。在這種結(jié)構(gòu)中,其抗放電性能遠比傳統(tǒng)的產(chǎn)品強得多。本實施例中用于改善抗放電性能的機械參數(shù)及將片狀無機填料朝一個方向定向的方法基本上與第一和第三個實施例相同。實施例5現(xiàn)在描述本發(fā)明的第五個實施例。參見圖5,金屬基片50包括在金屬基座1上通過絕緣層2而形成的電路導(dǎo)體3。第一種和第二種片狀無機填料以混合形式布置到絕緣層2內(nèi)。即,在一種有機絕緣材料中填入片狀無機填料4和片狀無機填料7的無序混合物,片狀無機填料4和7的表面基本上平行于電路導(dǎo)體3和金屬基座1的表面,于是這些片狀無機填料疊積成分層狀態(tài)。也就是說,從電路導(dǎo)體3上任一點沿垂直于電路導(dǎo)體3的通道51到達金屬基座1上的任何矢量可與片狀無機填料4和7的某些片相交。上述片狀無機填料4和7的原材料可從云母、氮化硼、玻璃片和鋁片材中任選。本實施例產(chǎn)品的抗放電性能也遠優(yōu)于傳統(tǒng)的產(chǎn)品。用于改善抗放電性能的機理和將無機填料朝同一方向定向的方法與第一個實施例大致相同。實施例6下面描述本發(fā)明的第六個實施例。參見圖6,金屬基片60具有一形成在絕緣層上的電路導(dǎo)體3,該絕緣層位于一金屬基座1的上表面上。絕緣層2由第一絕緣層2a和第二絕緣層2b構(gòu)成。片狀無機填料4填加到第一絕緣層2a內(nèi),由不同于片狀無機填料4的原材料制成的片狀無機填料8填加到第二絕緣層2b內(nèi)。采用這種布置,從電路導(dǎo)體3上一給定點沿垂直于電路導(dǎo)體3的方向經(jīng)由通道61到金屬基座1上的任一矢量可與片狀無機填料4和8之一片相交。上述片狀無機填料4和8的原材料可從云母、氮化硼、玻璃片和鋁片材中任選其一。絕緣層2a中的片狀無機填料4和絕緣層2b中的片狀無機填料8的表面基本上平行于電路層體3和金屬基座1的表面,這些填料疊積為分層狀態(tài)。每種實施例的結(jié)構(gòu)具有的抗放電性能遠比傳統(tǒng)制品的同類性能優(yōu)越得多。本實施例的用于改善抗放電性能的機理和使無機填料片均朝一個方向定向的方法與第一和第三實施例相同。電子組件實施例用于電力控制的能產(chǎn)生大量熱的半導(dǎo)體器件,如晶體管、電阻器和電容器等,均可以安裝在具有上述實施例1至實施例6所描述的金屬基片上,構(gòu)成電子組件。由于金屬基片的結(jié)構(gòu)上面作了詳細描述,此處不再詳述。應(yīng)注意到,本發(fā)明的金屬基片并不只局限于上述實施例描述的形式,還可在不脫離本發(fā)明的精神范圍內(nèi)加以改變。在前面的實施例中,電路導(dǎo)體只在金屬基座的一面上構(gòu)成,然而電路導(dǎo)體可以經(jīng)絕緣層在金屬基座的兩面上形成。類似地,在上述第三、四和第六個實施例中的金屬基片包括由兩層構(gòu)成的總絕緣層,但本發(fā)明的金屬基片并不限于兩層結(jié)構(gòu),可以采用多層形式。如上所述,在金屬基片和采用這種金屬基片的電子組件中,絕緣部分包括一有機絕緣材料,其內(nèi)填充有片狀無機填料,并且這些片狀無機填料疊積成分層狀態(tài),因此即使放電導(dǎo)致絕緣層劣化,然而由于片狀無機填料的填加,能遏止放電導(dǎo)致的惡化,由此改善了抗放電性能。而且在本發(fā)明的金屬基片和使用此基片的電子組件中,該絕緣區(qū)域包括填充了片狀和粒狀無機材料的有機絕緣材料,并且這些片狀無機填料疊加成分層狀態(tài)。結(jié)果,雖然存在放電引起的絕緣退化現(xiàn)象,但由于填加有片狀無機填料的區(qū)域存在,防止了放電導(dǎo)致的絕緣劣化的發(fā)展。由此,改善了基片的抗放電性能,使其可使用性上升。此外,由于使用了混合的無機填料,性能各異,不必局限于片狀無機填料的單一性能,因而可獲得令人滿意的所需性能。在本發(fā)明的金屬基片和使用該基片的電子組件中,絕緣部分包括由有機絕緣材料制成的第一絕緣層,其內(nèi)填充了片狀無機填料,和由有機絕緣材料制成的第二絕緣層,其內(nèi)填充了粒狀無機填料,并且片狀無機填料疊積成分層狀態(tài)。結(jié)果,雖然放電導(dǎo)致了絕緣層受損,但片狀無機填料的填充大大阻止了由放電導(dǎo)致的惡化程度。由此,基片的抗放電性能得以改善,其壽命提高,而且由于填充的混合無機填料的不同特性,并不局限于片狀無機填料的單一性能,從而可滿足所需性能要求。在本發(fā)明的金屬基片和使用這種基片的電子組件中,絕緣部位包括填充有片狀無機填料的有機絕緣材料,這些填料由多種不同種類的材料構(gòu)成,并且這些片狀無機填料疊積成分層狀態(tài)。這樣,雖然放電導(dǎo)致絕緣層退化,但由于填充了片狀無機填料的區(qū)域存在,阻止了這種絕緣退化現(xiàn)象的進展。由此,基片的抗放電性能得以改善,壽命提高,并且由于填充的混合無機填料具有各異的性能,不局限于片狀無機填料的單一性能,從而可滿足所需性能要求。在本發(fā)明的金屬基片和使用該基片的電子組件中,絕緣部分包括多個絕緣層,這些絕緣層包括填充有片狀無機填料的有機絕緣材料,這些填料各自由不同材料組成,并且這些片狀無機填料疊積成分層狀態(tài)。因而雖然放電導(dǎo)致了絕緣層的退化,但由于填充了片狀無機填料的區(qū)域存在,阻止了放電引起的這種劣化的進展。因此,基片的抗放電性能得以改善,而且由于使用了混合無機填料,它們各異的性能取代了片狀無機填料單一的性能,因而可滿足所需的性能要求。本發(fā)明的上述結(jié)合特定實施例的說明使本發(fā)明更完整和清晰,從屬的權(quán)利要求是在這些實施結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上描述的,但本發(fā)明并不局限于這些所描述的結(jié)構(gòu),任何依據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在基本技術(shù)教導(dǎo)下做出的改型和變化結(jié)構(gòu)均未脫離本發(fā)明的基本原則。權(quán)利要求1.一種金屬基片,包括一金屬基座層;一電路導(dǎo)體層;和一絕緣部分,位于所述電路導(dǎo)體層和所述基座層之間;其特征在于,所述絕緣部分包括一其內(nèi)填充有片狀無機填料的有機絕緣材料層,所述片狀無機填料以多疊層狀態(tài)布置在所述絕緣部分內(nèi)。2.一種利用權(quán)利要求1所述的金屬基片的電子組件,包括一金屬基片,包括一金屬基座層,一電路導(dǎo)體層,和一位于所述電路導(dǎo)體層和所述基座層之間的絕緣部分;和多個安裝到所述電路導(dǎo)體層上的電力電路器件,其特征在于,所述絕緣部分包括一其內(nèi)填充有片狀無機填料的有機絕緣材料層,所述片狀無機填料以多疊層狀態(tài)布置在所述絕緣部分內(nèi)。3.如權(quán)利要求1所述的金屬基片,其特征在于,所述有機絕緣材料層其內(nèi)還填充有粒狀無機填料。4.如權(quán)利要求3所述的金屬基片,其特征在于,所述粒狀無機填料與至少一層片狀無機填料相混合。5.如權(quán)利要求1所述的金屬基片,其特征在于,所述絕緣部分還包括一由填充了粒狀無機填料的有機絕緣材料制成的第二絕緣層。6.如權(quán)利要求1所述的金屬基片,其特征在于,所述片狀無機材料為片氧化鋁。7.如權(quán)利要求1所述的金屬基片,其特征在于,所述絕緣部分包括多個絕緣層,每個絕緣層由填充有多個片狀無機填料的有機絕緣材料構(gòu)成,所述片狀填料至少具有兩種不同平均尺寸,這些片狀無機填料以多層形式布置在所述絕緣部分內(nèi)。8.如權(quán)利要求1所述的金屬基片,其特征在于,所述片狀無機材料疊積成大約20-30層。9.如權(quán)利要求1所述的金屬基片,其特征在于,在所述有機絕緣材料內(nèi)填充的片狀無機填料是由多種不同的無機填料構(gòu)成的。10.如權(quán)利要求9所述的金屬基片,其特征在于,所述片狀無機材料疊積成大約20-30層。11.如權(quán)利要求1所述的金屬基片,其特征在于,所述絕緣部分包括多個絕緣層,其中至少兩個絕緣層由填充了片狀無機填料的有機絕緣材料制成,這些片狀填料分別由不同的材料組成,所述片狀無機填料以多層的狀態(tài)布置在所述絕緣部分內(nèi)。12.如權(quán)利要求2所述的電子組件,其特征在于,所述絕緣部分包括多個絕緣層,其中至少兩個絕緣層由填充了片狀無機填料的有機絕緣材料制成,這些片狀填料分別由不同的材料組成,所述片狀無機填料以多層的狀態(tài)布置在所述絕緣部分內(nèi)。13.如權(quán)利要求11所述的金屬基片,其特征在于,所述片狀無機材料疊積成厚度約為0.12mm的多層形式。專利摘要本發(fā)明涉及一種金屬基片和使用該金屬基片的電子組件。傳統(tǒng)的金屬基片存在著散熱性能與絕緣性能之間的矛盾。即基片的厚度小,將改善散熱性,但使絕緣性變差。本發(fā)明提供的金屬基片包括金屬基座、電路導(dǎo)體部分和位于該電路導(dǎo)體和金屬基座之間的絕緣部分,該絕緣部分由其內(nèi)填充有片狀有機填料的有機絕緣材料構(gòu)成,這些片狀無機填料以分層形式疊積在該絕緣部分內(nèi)。本發(fā)明的金屬基片改善了絕緣部分的抗放電性能。文檔編號H05K1/05GKCN1038465SQ94116177公開日1998年5月20日申請日期1994年8月5日發(fā)明者林悟申請人:三菱電機株式會社導(dǎo)出引文BiBTeX,EndNote,RefMan
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