一种导热基板及其制造方法转让专利

申请号 : CN200910212178.1

文献号 : CN102054806B

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发明人 : 李育宪黄正欣田丰荣洪子景

申请人 : 台虹科技股份有限公司

摘要 :

一种导热基板及其制造方法,包含:导电金属层;高电性可靠度导热高分子复合材料层,以湿式涂布技术形成于所述导电金属层一侧面上,其厚度介于1至25微米之间,热阻抗值小于0.13℃-in2/W,且玻璃转移温度大于200℃;导热可低温压合高分子复合材料层,以湿式涂布技术形成于高电性可靠度导热高分子复合材料层的一侧面上,其厚度介于1至65微米之间,且热阻抗(thermal-impedance)值小于0.1℃-in2/W;导热金属基材层,其压合于导热可低温压合高分子复合材料层一侧面;本发明的导热基板具备低热阻、高电性可靠度等优点,且在升温环境中具高尺寸安定性。

权利要求 :

1.一种导热基板,其特征在于,包含有:

一导电金属层;

一高电性可靠度导热高分子复合材料层,其形成于所述导电金属层一侧面,高电性可2

靠度导热高分子复合材料层的厚度介于1至25微米之间,热阻抗值小于0.13℃-in/W,且玻璃转移温度大于200℃,用于所述高电性可靠度导热高分子复合材料层的含有高电性可靠度树脂的高分子溶液为聚酰胺酸高分子溶液,该高分子溶液经溶剂干燥及高分子环化工艺后,得形成一聚酰亚胺高分子;

一导热可低温压合高分子复合材料层,其形成于高电性可靠度导热高分子复合材料层的一侧面上,导热可低温压合高分子复合材料层的厚度介于1至65微米之间,且热阻抗值2

小于0.1℃-in/W,该导热可低温压合高分子复合材料层与高电性可靠度导热高分子复合材料层的总厚度大于15微米,且高电性可靠度导热高分子复合材料层与导热可低温压合高分子复合材料层的结构的总破坏电压为3000伏特以上;

一导热金属基材层,其压合于导热可低温压合高分子复合材料层一侧面;

其中,导热可低温压合高分子复合材料层的热压合温度系介于120℃~190℃之间。

2.根据权利要求1所述的导热基板,其特征在于,所述高电性可靠度导热高分子复合材料层与导热可低温压合高分子复合材料层的总厚度小于75微米,而总热阻抗值小于0.1 2

℃-in/W。

3.根据权利要求1所述的导热基板,其特征在于,所述高电性可靠度导热高分子复合材料层与导热可低温压合高分子复合材料层的结构在120℃以下的热膨胀系数小于

30ppm/℃,在120℃以上的热膨胀系数小于50ppm/℃。

4.根据权利要求1所述的导热基板,其特征在于,所述高电性可靠度导热高分子复合

13

材料层与导热可低温压合高分子复合材料层的结构的总体积电阻大于10 Ω-cm。

5.一种根据权利要求1至4任一项所述的导热基板的制造方法,其特征在于,步骤包括: 提供一导电金属层;

于导电金属层一侧面形成一高电性可靠度导热高分子复合材料层:先将导热粉末分散于含有高电性可靠度树脂的高分子溶液中,导热粉末占高电性可靠度导热高分子复合材料层的体积百分比小于50%,混合后为一导热高电性可靠度高分子复合材料溶液,再通过湿式涂布技术将其涂布于导电金属层的一侧,并于140~350℃下经过30~60分钟干燥及环化制程,于导电金属层上形成该高电性可靠度导热高分子复合材料层,用于所述高电性可靠度导热高分子复合材料层的含有高电性可靠度树脂的高分子溶液为聚酰胺酸高分子溶液,该高分子溶液经溶剂干燥及高分子环化工艺后,得形成一聚酰亚胺高分子;

于高电性可靠度导热高分子复合材料层一侧面形成一导热可低温压合高分子复合材料层:先将导热粉末分散于热可塑性高分子、热固性树脂与交联剂混合溶液中,且导热粉末占导热可低温压合高分子复合材料层的体积百分比介于20%~70%之间,混合后成为一导热可低温压合高分子复合材料溶液,再通过湿式涂布技术将其涂布于高电性可靠度导热高分子复合材料层一侧面,且于100~160℃下干燥1~3分钟,而在一高电性可靠度导热高分子复合材料层上形成一半交联的导热可低温压合高分子复合材料薄膜,其玻璃转移温度小于120℃;

于导热可低温压合高分子复合材料层一侧面压合一导热金属基材层。

6.根据权利要求5所述的导热基板的制造方法,其特征在于,所述于导热可低温压合高分子复合材料层一侧面压合导热金属基材层的步骤,先提供一导热金属基材层,并将其设置于导热可低温压合高分子复合材料层一侧面,随后于所述的热压合温度与55~2

95Kgf/cm 条件下进行热压合1~2分钟,使半交联的导热可低温压合高分子复合材料层熔融与导热金属基材层接着,再于160℃~200℃下进行烘烤熟化2~8小时,使该半交联的导热可低温压合高分子复合材料层完全交联。

7.根据权利要求6所述的导热基板的制造方法,其特征在于,所述导热粉末选自于粉末粒径在10微米以下的无机氮化物、无机氧化物及碳化硅所组成 的群组。

8.根据权利要求5至7任一项所述的导热基板的制造方法,其特征在于,导热可低温压合高分子复合材料层的热可塑性高分子需含有羧基、胺基或羟基,其选自于玻璃转移温度在90℃以下的压克力共聚物、丁二烯橡胶共聚物、聚苯乙烯共聚物及聚酰胺树脂所组成的群组;

导热可低温压合高分子复合材料层的热固性树脂为环氧树脂,该环氧树脂分子包含两个以上的环氧官能基,环氧当量为100~5000g/eq.。

9.根据权利要求5至7任一项所述的导热基板的制造方法,其特征在于,导热可低温压合高分子复合材料层的交联剂选自于含有两个以上反应官能基的芳香族类及脂肪族类所组成的群组,该反应官能基包含羧基、酸酐、胺基、羟基或异氰酸基。

说明书 :

一种导热基板及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种导热基板,尤指设置于一电子组件与一散热模块之间,用于将电子组件所产生的热传导至散热模块。

背景技术

[0002] 电子产品在技术的进步下,逐渐朝向高效能化发展,而高效能电子组件相对需要较高功率来驱动,但伴随着功率的提高,电子组件在运作时也产生可观的热量,这些累积在电子组件上的热量将对电子组件造成损害,造成电子组件寿命及可靠度下降,举例来说,在绿能产业迅速发展下,发光二极管(LED,light-emitting diode)在照明、背光模块等领域的重要性也日益增加,尤以照明产业更是积极将白炽灯源置换成LED灯源,随之带动LED需求日益增加,然而目前LED输入功率约仅15~25%的电能转化为光,其余75~85%的输入功率均转化为热量,热量若累积在LED将造成其发光强度降低、发光颜色偏移、封装材料产生黄变及寿命减少等问题,尤其对高功率LED而言,其所产生的热对LED的影响更不可忽视。
[0003] 参见图4所示,为解决上述热量所带来的不良影响,于电子组件(40)上可装设有导热绝缘金属基板(IMS,Insulated metal substrate),用以将电子组件(40)上产生的热量传导至一散热模块(图中未示)发散,现有技术中常见用于电子组件的导热绝缘金属基板,其结构于一导电金属层(31)与一导热金属层(33)之间设置一导热绝缘层(32),现有技术的导热绝缘金属基板概略有三种工艺,其中:
[0004] 第一种工艺先将导热粉体与热可塑性有机树脂分散混合,将混合完成的溶液分别涂布于导电金属层(31)表面与导热金属层(33)表面,并将二者烘烤完全干燥,使其分别在两金属层(31)(33)表面形成一热可塑性导热复合薄膜,随后将两金属层(31)(33)以形成有热可塑性导热复合薄膜的一面贴合,并通过热压合工艺令热可塑性导热复合薄膜熔融而将两金属层(31)(33)黏着,而构成一电子组件用导热绝缘金属基板,此一工艺的缺点为需经过高温压合,压合的温度大于200℃,且易在各层接口产生孔洞,因而造成热阻抗值增加;
[0005] 第二种工艺先将导热固体粉体与液态热固性有机树脂混合成树脂浆料(slurry),并将浆料涂布于导热金属层(33)表面,形成一导热复合树脂浆料薄层,再将导电金属层(31)覆盖于浆料薄层上,以加温加压方式令导热复合树脂浆料薄层热固化成一导热绝缘层,该工艺的缺点是树脂浆料在热固化前具流动性,在加温加压压合工艺中,易有未固化浆料溢出板外的问题,且胶浆料在压合过程中,易产生导热固体粉末与液态热固性树脂分相的现象,造成导热固体粉末在导热绝缘层中分散不均,导致绝缘层导热效率及可靠度下降;
[0006] 第三种工艺为在树脂熔点以上的温度,将无机导热粉末、热塑性塑料、热固性环氧树脂均匀混练,形成一均匀状橡胶材料,在制膜加工前,于均匀橡胶材料中加入一热固性环氧固化剂及催化剂,并通过塑料加工工程(包含挤出成形(extrusion)、轮压成形(calendering)、射出成形(inection molding))制成一附有离型材的导热绝缘复合材料薄膜,该导热绝缘复合材料薄膜的高分子部分为一交互穿透结构(IPN,inter-penetrating network),将移除离型材的导热绝缘复合薄膜置于导电金属层(31)与导热金属层(33)之间,再以加温压合工艺将绝缘层与两金属层(31)(33)贴合而构成所述导热绝缘金属基板,该工艺的缺点为橡胶材料制备过程需在高温下混练,热塑性塑料在高温混练过程中为一高黏度流体,无机导热粉末不易在其中均匀分散,且具交互穿透结构的导热绝缘复合材料薄膜在压合时,须加热至热塑性塑料的熔点以上,如此易造成无法均匀流平于金属层(31)(33)表面而在界面形成空隙或孔洞,使导热绝缘金属基板热阻抗值上升。
[0007] 上述该三种工艺所制备的导热绝缘金属基板,因受限于电性可靠度的影响,导热绝缘层的厚度必须大于75微米(μm)以上,且为降低其导热绝缘层的热阻抗值,必须将该导热绝缘层的热传导系数提高,因此其添加的导热粉体用量的体积百分比需大于50%以上,造成导热绝缘复合材料的机械强度不良,易受外力而产生破孔或龟裂,使得电性可靠度下降。

发明内容

[0008] 有鉴于上述三种工艺所制备的现有技术的导热绝缘金属基板,其导热绝缘层有于接口处易产生孔洞或空隙、导热效率低或机械强度不良等情形,而致使导热绝缘金属基板有热阻抗值上升或电性可靠度不足的缺点,本发明通过改良该导热绝缘层据以解决上述问题。
[0009] 为达成上述发明目的,本发明提供一种导热基板,其包含有:
[0010] 一导电金属层;
[0011] 一高电性可靠度导热高分子复合材料层,其形成于所述导电金属层一侧面,高电2
性可靠度导热高分子复合材料层的厚度介于1至25微米之间,热阻抗值小于0.13℃-in/W,且玻璃转移温度大于200℃;
[0012] 一导热可低温压合高分子复合材料层,其形成于高电性可靠度导热高分子复合材料层的一侧面上,导热可低温压合高分子复合材料层的厚度介于1至65微米之间,且热阻2
抗值小于0.1℃-in/W,该导热可低温压合高分子复合材料层与高电性可靠度导热高分子复合材料层的总厚度大于15微米;
[0013] 一导热金属基材层,其压合于导热可低温压合高分子复合材料层一侧面。
[0014] 本发明所运用的另一技术手段在于提供一种具低热阻、低热膨胀系数及高电性可靠度的电子组件用导热基板的制造方法,其步骤包括:
[0015] 提供一导电金属层;
[0016] 于导电金属层一侧面形成一高电性可靠度导热高分子复合材料层:先将导热粉末分散于含有高电性可靠度树脂的高分子溶液中,导热粉末占高电性可靠度导热高分子复合材料层的体积百分比小于50%,混合后为一导热高电性可靠度高分子复合材料溶液,再通过湿式涂布技术将其涂布于导电金属层的一侧,并于140~350℃下经过30~60分钟干燥及环化工艺,于导电金属层上形成该高电性可靠度导热高分子复合材料层,其玻璃转移温度大于200℃;
[0017] 于高电性可靠度导热高分子复合材料层一侧面形成一导热可低温压合高分子复合材料层:先将导热粉末分散于热可塑性高分子、热固性树脂与交联剂混合溶液中,且导热粉末占导热可低温压合高分子复合材料层的体积百分比介于20%~70%之间,混合后成为一导热可低温压合高分子复合材料溶液,再通过湿式涂布技术将其涂布于高电性可靠度导热高分子复合材料层一侧面,且于100~160℃下干燥1~3分钟,而在一高电性可靠度导热高分子复合材料层上形成一半交联(semi-curing)的导热可低温压合高分子复合材料薄膜,其玻璃转移温度小于120℃;
[0018] 于导热可低温压合高分子复合材料层一侧面压合一导热金属基材层:首先提供一导热金属基材层,并将其设置于导热可低温压合高分子复合材料层一侧面,随后于120℃~2
190℃与55~95Kgf/cm 条件下进行热压合1~2分钟,使半交联的导热可低温压合高分子复合材料层熔融与导热金属基材层接着,再于160℃~200℃下进行烘烤熟化2~8小时,使该半交联的导热可低温压合高分子复合材料层完全交联。
[0019] 本发明提供的具低热阻、低热膨胀系数及高电性可靠度的电子组件用导热基板,由于其使用湿式涂布技术来涂布高电性可靠度的导热高分子复合材料层与导热可低温压合高分子复合材料层,因此可减少其与导电金属层或导热金属基材层的接口处的孔隙,可避免现有技术中第一种工艺因绝缘层介面孔隙的产生而造成热阻抗值上升的缺点,并且湿式涂布工艺可使得高电性可靠度的导热高分子复合材料层与导热可低温压合高分子复合材料层分别可更容易渗入导电金属层或导热金属基材层的粗糙表面,从而增加相互间的接着力,使成品兼具现有技术第三种工艺的成品的优点,又,使用湿式涂布技术具有导热粉末可经溶液分散工艺更均匀分散于高分子复合材料溶液中,可解决现有技术中各工艺需经加热至高温以分散导热粉末的缺点;
[0020] 此外,所述导热可低温压合高分子复合材料层在完全交联前为半交联状,其特性可避免如现有技术第二种工艺中,树脂浆料在高温下流动性太高而造成未固化浆料溢出板外的问题。

附图说明

[0021] 图1为本发明的剖视图。
[0022] 图2为本发明的高电性可靠度导热高分子复合材料层的制备流程图。
[0023] 图3为本发明的导热可低温压合高分子复合材料层的制备流程图。
[0024] 图4为现有技术的导热绝缘金属基板的剖视图。
[0025] 符号说明
[0026] (11)导电金属层 (12)高电性可靠度导热高分子复合材料层
[0027] (13)导热可低温压合高分子复合材料层 (14)导热金属基材层
[0028] (A)导热绝缘层 (20)电子组件
[0029] (31)导电金属层 (32)导热绝缘层
[0030] (33)导热金属层 (40)电子组件

具体实施方式

[0031] 参见图1所示,本发明的具低热阻、低热膨胀系数及高电性可靠度的电子组件用导热基板,其可设置于一电子组件(20)上,用以将该电子组件(20)运作时所产生的热量快速导离电子组件(20),例如可将热量传导至一散热模块(图中未示)予以发散,其结构系依序堆栈包含有一导电金属层(11)、一高电性可靠度导热高分子复合材料层(12)、一导热可低温压合高分子复合材料层(13)以及一导热金属基材层(14)。
[0032] 所述导电金属层(11)的材质与现有技术的导热绝缘金属基板的导电金属层相同,该导电金属层(11)可经蚀刻线路设计,用以承载电子组件(20),并传导电子组件(20)所产生的热量。
[0033] 所述高电性可靠度导热高分子复合材料层(12),其形成于导电金属层(11)一侧面,参见图2所示,其制备方式为:先将导热粉末以一般物理性分散技术(例如:混练均质机)分散于含有高电性可靠度树脂的高分子溶液中,导热粉末占高电性可靠度导热高分子复合材料层(12)的体积百分比小于50%,混合后成为一导热高电性可靠度高分子复合材料溶液,再通过湿式涂布技术将混合后的导热高电性可靠度高分子复合材料溶液涂布于所述导电金属层(11)的一侧,湿式涂布技术可减少与导电金属层(11)接口处产生的孔隙,而后再于140~350℃下进行30~60分钟干燥及环化工艺,即于导电金属层(11)上形成该高电性可靠度导热高分子复合材料层(12),其厚度介于1至25微米之间,热阻抗值小于2
0.13℃-in/W,且玻璃转移温度(Tg)大于200℃;
[0034] 所述导热粉末可选自于粒径在10微米以下的无机氮化物、无机氧化物、碳化硅所组成的群组。
[0035] 所述导热可低温压合高分子复合材料层(13),其形成于高电性可靠度导热高分子复合材料层(12)的一侧面上,参见图3所示,其制备方式为:先将导热粉末以一般物理性分散技术分散于热可塑性高分子、热固性树脂与交联剂混合溶液中,且导热粉末占导热可低温压合高分子复合材料层(13)的体积百分比介于20%~70%之间,混合后成为导热可低温压合高分子复合材料溶液,再通过湿式涂布技术将混合后的导热可低温压合高分子复合材料溶液涂布于所述高电性可靠度导热高分子复合材料层(12)一侧面上,且于100~160℃下干燥1~3分钟,而在高电性可靠度导热高分子复合材料层(12)上形成一半交联(semi-curing)的导热可低温压合高分子复合材料薄膜,其厚度介于1至65微米之间,热阻
2
抗值小于0.1℃-in/W,且玻璃转移温度小于120℃,此外,导热可低温压合高分子复合材料层(13)与高电性可靠度导热高分子复合材料层(12)的总厚度大于15微米;
[0036] 所述导热粉末可选自于粒径小于10微米的无机氮化物、无机氧化物、碳化硅所组成的群组;
[0037] 所述热可塑性高分子,可选自于玻璃转移温度在90℃以下的压克力共聚物(Acrylic copolymer)、丁二烯橡胶共聚物(butadiene copolymer)、聚苯乙烯共聚物(polystyrene copolymer)或聚酰胺树脂(polyamide)所组成的群组,选用的热可塑性高分子内需含有羧基(carboxy group)、胺基(amine)或羟基(hydroxygroup),可与部份交联剂于溶剂烘干过程中形成半交联(semi-curing)高分子薄膜;
[0038] 所述热固性树脂系为环氧树脂,该环氧树脂分子包含两个以上的环氧官能基(epoxy group),而环氧当量(epoxy equivalent weight)为100~5000g/eq.,经烘烤交联工艺可与交联剂、热可塑性高分子交联、也或自行交联反应(cross-linking reaction),形成网状结构(network)高分子;
[0039] 所述交联剂可选自含有两个以上反应官能基的芳香族类或脂肪族类所组成的群组,该反应官能基包含羧基(carboxy group)、酸酐(anhydride group)、胺基(amine)、羟基(hydroxy group)或异氰酸基(isocyanate),该交联剂可与热可塑性高分子于溶剂烘干过程中,形成半交联(semi-curing)高分子,也可与热固性树脂交联,形成网状结构(network)高分子。
[0040] 所述导热金属基材层(14)的材质与现有技术的导热绝缘金属基板的导热金属层相同,其压合于导热可低温压合高分子复合材料层(13)的一侧面,其压合方式为:先将导热金属基材层(14)置于半交联的导热可低温压合高分子复合材料层(13)一侧面,随后于2
120℃~190℃及55~95Kgf/cm 的条件下进行热压合1~2分钟,令半交联的导热可低温压合高分子复合材料层(13)熔融而与该导热金属基材层(14)接着,由于该半交联高分子薄膜在压合温度时,仍具有相当的流动性,可在压合过程中容易渗入导热金属基材层(14)的粗糙表面,增加导热可低温压合高分子复合材料层(13)与导热金属基材层(14)的接着力,而后再于160℃~200℃下进行烘烤熟化2~8小时,使半交联的导热可低温压合高分子复合材料层(13)完全交联(full-curing),即构成本发明的具低热阻、低热膨胀系数及高电性可靠度的电子组件用导热基板。
[0041] 本发明的具低热阻、低热膨胀系数及高电性可靠度的电子组件用导热基板,其高电性可靠度导热高分子复合材料层(12)与导热可低温压合高分子复合材料层(13)(以下合称导热绝缘层(A))的厚度小于90微米,于较佳实施例中可小于75微米,且导热绝缘层2
(A)的总热阻抗值可降低至0.1℃-in/W以下,并且不需提高导热绝缘层(A)的热传导系数,故其添加的导热粉体用量所占体积百分比可减少,使得导热绝缘层(A)的机械强度增加,不易受外力而产生破孔或龟裂;
[0042] 此外,导热绝缘层(A)的总体积电阻大于1013Ω-cm,具备优良的绝缘特性,且其热膨胀系数(coefficient of thermal expansion)在低温范围(120℃以下)小于30ppm/℃,而在120℃以上的热膨胀系数可小于50ppm/℃,具有良好的尺寸安定性,导热绝缘层(A)的破坏电压达3000伏特以上,单位厚度的破坏电压达1.70KV/mil.以上,因此具有良好的电性可靠度,再者,导热绝缘层(A)可通过288℃锡炉浸泡10秒以上,因此热稳定性良好,而该导热可低温压合高分子复合材料层(13)具有较高的延伸性(elongation),在高温低温循环测试(heatcycle test)时,可缓冲因不同材质的导电金属层(11)与导热金属基材层(14)的热膨胀系数不同而产生的热应力,提高本发明的具低热阻、低热膨胀系数及高电性可靠度的电子组件用导热基板的环境可靠度。
[0043] 以下对依据前述实施方式所制成的导热基板特性进行比较,由于本发明系着重于导热绝缘层(A)的特性,故仅针对高电性可靠度导热高分子复合材料层(12)及导热可低温压合高分子复合材料层(13)构成的导热绝缘层(A)进行比较,其所需考虑的性质如表一所述,其中为测试接着力,系使用1/2Oz的压延铜箔作为导电金属层(11)与导热金属基材层(14),目的在于例示本发明的各实施例中,导热绝缘层与金属层的接着力,金属层的材质种类并非本发明所限制的项目,在不脱离创作精神下所作的修饰或变更,皆属本发明所意图保护的内容;
[0044] 表一
[0045]
[0046] 表二为本发明的三个实施例结果汇整,实施例系根据本发明所阐述的内容实施,表三为比较例的汇整,其系根据三家市售产品厂商的产品型录,比较例一是依据Denka产品型录而得,比较例二是是依据Laird产品型录而得,比较例三是依据Bergquist产品型录而得,本发明内容所列举的比较例主要与本发明的实施例比较,仅是以例示比较说明本发明于较佳状况下的操作结果,非企图以的对该比较例的制造者作任何侵权的行为。
[0047] 表二
[0048]
[0049] 表三
[0050]
[0051] 本发明实施例一至实施例三:
[0052] 所述高电性可靠度导热高分子复合材料层(12),其高电性可靠度高分子树脂溶液于实施例一至三中均为聚酰胺酸(Polyamic)的2-甲基砒啶酮(1-Methyl-2-Pyrrolidone,NMP)高分子溶液,经溶剂烘干及加温环化工艺后得以形成聚酰亚胺(Polyimide)高分子,而导热粉末于实施例一是无添加,于实施例二中是添加18%的氮化铝,于实施例三中是添加25%的氮化硼,高电性可靠度导热高分子复合材料层(12)的干膜厚度于实施例一为12微米,于实施例二及三均为18微米;
[0053] 所述导热可低温压合高分子复合材料层(13),于实施例一至三中,其热可塑性高分子均为丁基橡胶共聚物,交联剂均为多官能基的芳香族胺类,而导热粉末均为氮化铝,添加量于各实施例中均为40%,导热可低温压合高分子复合材料层(13)的干膜厚度于实施例一为37微米,于实施例二为29微米,于实施例三为40微米。
[0054] 本发明实施例一与比较例一比较可得知:实施例一未添加导热粉体,且导热绝缘2
层(A)总厚度仅比较例一的1/2,且在导热绝缘层(A)热阻抗值相近下(约0.08℃-in/W),实施例一的破坏电压(6.93KV)大于比较例一(6.8KV),且实施例一的单位厚度破坏电压(3.54KV/mil.)甚至为比较例一(1.70KV/mil.)的2.08倍,综上所述,实施例一可在导热绝缘层(A)总厚度为比较例一的1/2时,达到相同的热阻抗值及较高的电性可靠度。
[0055] 本发明实施例二与比较例二比较可得知,实施例二为添加氮化铝导热粉体于高电性可靠度导热高分子复合材料层(12)中,导热绝缘层(A)的总厚度仅比较例二的1/2,在2
导热绝缘层(A)热阻抗值相近下(0.053℃-in/W),实施例二与比较例二的破坏电压相同(3.2KV),且实施例二的单位厚度破坏电压(1.7KV/mil.)甚为比较例二(0.8KV/mil.)的
2.125倍,综上所述,实施例三添加氮化铝(AlN)导热粉体后,提高高电性可靠度导热高分子复合材料层(12)的热传导系数,以降低导热绝缘层(A)的总热阻抗值,但仍可维持绝缘层的高电性可靠度。
[0056] 本发明实施例三与比较例二比较可得知,实施例三为添加氮化硼导热粉体于高电性可靠度导热高分子复合材料层(12)中,导热绝缘层(A)的总厚度仅比较例二的0.6倍,2
在绝缘层热阻抗值相近下(约0.05℃-in./W),实施例三的破坏电压(4.63KV)大于比较例二(3.2KV),实施例三的单位厚度破坏电压(1.99KV/mil.)甚为比较例二(0.8KV/mil.)的
2.5倍;又本发明实施例三与比较例三的比较,实施例三的厚度为比较例三的0.77倍,绝缘
2
层的热阻抗值相近下(约0.05℃-in./W),单位厚度的破坏电压也相近(约2.0KV/mil.),综上所述,实施例三添加氮化硼(h-BN)导热粉体后,也可提高高电性可靠度导热高分子复合材料层(12)的热传导系数及电性可靠度。
[0057] 此外,于本发明的所有实施例中,导热可低温压合复合材料层(13),其与高电性可靠度导热高分子复合材料层(12)及导热金属基材层(14)之间的接着力均可达1Kgf/cm以上,而导热绝缘层(A)的热膨胀系数约在30ppm/℃以下,其中该热膨胀系数值皆较所有比较例为小,表示本发明的导热绝缘层(A)相较于比较例具有较佳的热尺寸安定性。
[0058] 实施例与比较例的比较结论说明:本发明可通过高电性可靠度导热高分子复合材料层(12)来维持绝缘层整体的电性可靠度,且降低绝缘层厚度,进而降低绝缘层热阻抗值,进而减少导热粉末在高分子复合材料中的比例,以维持高分子复合材料的机械性质。
[0059] 综上所述,本发明的具低热阻、低热膨胀系数及高电性可靠度的电子组件用导热基板,是适用于放热电子组件的承载,并具备低热阻、高电性可靠度等优点,且在加温过程中,具高尺寸安定性,在承载电子组件的镀锡铅工艺时,可提升板材的可靠度。