一种金属基复合材料基板的制造方法与流程

本发明属于电子封装，涉及一种金属基复合材料基板的制造方法。

背景技术：

1、电子封装部件是电子制造过程中至关重要的环节，涉及将电子器件、芯片、电路和其他元件封装在一个可靠且耐用的外壳中。这一过程旨在保护这些敏感元件免受机械损坏、腐蚀以及其他不利环境因素的影响，确保它们能够正常工作并维持其性能。

2、电子封装部件是一个复杂而精密的构造，它主要由结构基板和绝缘衬板两个核心层次组成。在封装过程中，每一个步骤都至关重要，其中最为关键的一步就是将已经经过精密加工的绝缘陶瓷衬板焊接在结构基板上，只有经过这一步骤，整个封装过程才算完成。焊料作为连接各部件的关键材料，其热导率相对较低，这将对封装的热通道性能产生直接影响，进而影响到封装后产品的整体可靠性和稳定性。封装过程中每增加一层界面，其热导率就会相应降低一次，这不仅意味着热量的传递效率会受到影响，还意味着封装成本会随之上升一层。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种金属基复合材料基板的制造方法，本发明减少了封装工序，降低封装工序成本，并且提高电子封装的导热性能。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、本发明公开了一种金属基复合材料基板的制造方法，包括以下步骤：

4、将绝缘陶瓷板嵌入增强体坯体表面后进行烧结，得到复合有绝缘陶瓷板的金属基复合材料基板；

5、对金属基复合材料基板进行金属液浸渗，对完成浸渗的金属基复合材料基板进行表面加工；

6、在金属基复合材料基板上进行电路制作。

7、进一步的，增强体坯体的制作过程如下：

8、依据级配理论，选择不同粒径分布的增强体颗粒，混合，烘焙，得到造粒粉，最终筛取出40目至120目之间的造粒粉，对造粒粉进行压坯得到增强体坯体。

9、进一步的，造粒粉的制作过程如下：

10、依据级配理论，选择不同粒径分布的增强体颗粒，按配比准确称量后倒入混料机进行混合，混料时间1h至10h，得到增强体混合料；

11、将增强体混合料放入烘箱中，在50℃至100℃环境中烘焙1h至6h，待干湿度达到3％至20％时，得到造粒粉，最终筛取出40目至120目之间的造粒粉。

12、进一步的，增强体颗粒包括碳化硅、金刚石、石墨和硅粉中的一种。

13、进一步的，将绝缘陶瓷板嵌入增强体坯体表面后进行烧结，得到复合有绝缘陶瓷板的金属基复合材料基板具体如下：

14、将绝缘陶瓷板嵌入增强体坯体表面；

15、将压好绝缘陶瓷板的增强体坯体装入马弗炉中、隧道窑或真空烧结炉中进行烧结。

16、进一步的，将绝缘陶瓷板嵌入增强体坯体表面具体如下：

17、采用模具对增强体坯体进行定位，将已经制备好的绝缘陶瓷板按照各电子模块的封装要求准确嵌入已经成型好的增强体坯体表面。

18、进一步的，绝缘陶瓷板的材料为氧化铝、氮化铝和氮化硅其中一种。

19、进一步的，对金属基复合材料基板进行金属液浸渗具体如下：

20、将金属基复合材料基板装入浸渗模具，浸渗炉压力为1.2mpa～10mpa，真空度为02mpa～0.9mpa，保压时间为30～120min，加热至350～1150℃，保温30～60min，打开压力阀浸渗，金属液浸渗40min～120min，完成后卸压，当罐内压力为0时结束浸渗。

21、进一步的，对完成浸渗的金属基复合材料基板进行表面加工具体如下：

22、去除金属基复合材料基板上的绝缘陶瓷片表面的铝层，并适当使绝缘陶瓷片凸起0.1mm～5mm。

23、进一步的，在金属基复合材料基板上进行电路制作具体如下：

24、将金属层结合在绝缘陶瓷板表面，采用激光蚀刻和化学蚀刻的方式蚀刻铺设制作电路。

25、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

26、1、增强体在烧结过程中表面的半固态层具有高温粘结作用，本发明利用增强体表面的半固态层的高温粘结作用能将绝缘陶瓷与增强体烧结在一起，方便快捷，不增加成本，可以制备出自带绝缘层的金属基复合材料基板。

27、2、本发明还可以通过调节陶瓷片的材料从而对本发明金属基复合材料基板的性能进行设计，以满足不同领域对此种基板的需求和应用。

28、3、本发明金属基复合材料基板综合了金属基复合材料基板和绝缘陶瓷衬板的性能优点，可以制备出一体式的、直接封装的优异性能电子基板。进行电路制作后的金属基复合材料基板可以直接应用于电子封装的工序中，并且省略了封装中先将芯片焊接在陶瓷覆铜板上，再将陶瓷覆铜板焊接在基板上的步骤，可以大幅减少封装工序，降低工序成本，提高电子封装的导热性能。

技术特征：

1.一种金属基复合材料基板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种金属基复合材料基板的制造方法，其特征在于，所述增强体坯体的制作过程如下：

3.根据权利要求2所述的一种金属基复合材料基板的制造方法，其特征在于，所述造粒粉的制作过程如下：

4.根据权利要求3所述的一种金属基复合材料基板的制造方法，其特征在于，所述增强体颗粒包括碳化硅、金刚石、石墨和硅粉中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种金属基复合材料基板的制造方法，其特征在于，所述将绝缘陶瓷板嵌入增强体坯体表面后进行烧结，得到复合有绝缘陶瓷板的金属基复合材料基板具体如下：

6.根据权利要求5所述的一种金属基复合材料基板的制造方法，其特征在于，所述将绝缘陶瓷板嵌入增强体坯体表面具体如下：

7.根据权利要求6所述的一种金属基复合材料基板的制造方法，其特征在于，所述绝缘陶瓷板的材料为氧化铝、氮化铝和氮化硅其中一种。

8.根据权利要求1所述的一种金属基复合材料基板的制造方法，其特征在于，所述对金属基复合材料基板进行金属液浸渗具体如下：

9.根据权利要求1所述的一种金属基复合材料基板的制造方法，其特征在于，所述对完成浸渗的金属基复合材料基板进行表面加工具体如下：

10.根据权利要求1所述的一种金属基复合材料基板的制造方法，其特征在于，所述在金属基复合材料基板上进行电路制作具体如下：

技术总结本发明属于电子封装技术领域，涉及一种金属基复合材料基板的制造方法。将绝缘陶瓷板嵌入增强体坯体表面后进行烧结，得到复合有绝缘陶瓷板的金属基复合材料基板；对金属基复合材料基板进行金属液浸渗，对完成浸渗的金属基复合材料基板进行表面加工；在金属基复合材料基板上进行电路制作。本发明利用增强体表面的半固态层的高温粘结作用能将绝缘陶瓷与增强体烧结在一起，方便快捷，不增加成本，可以制备出自带绝缘层的金属基复合材料基板。本发明还可以通过调节陶瓷片的材料从而对本发明金属基复合材料基板的性能进行设计，以满足不同领域对此种基板的需求和应用。本发明可以大幅减少封装工序，降低工序成本，提高电子封装的导热性能。技术研发人员：陈巧霞,马俊立受保护的技术使用者：西安广杰半导体有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9