【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種在陶瓷基板單面覆有導(dǎo)電材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種利用厚鋁層作為中間層使電子元件的各層有效接合，同時(shí)保持散熱及導(dǎo)電性能的復(fù)合結(jié)構(gòu)。
技術(shù)介紹
1、在電子、航空航天、汽車、化學(xué)工業(yè)等領(lǐng)域中，覆有金屬、合金或其他材料(例如導(dǎo)體)的陶瓷材料具有多種用途和應(yīng)用，例如可以作為電子元件或其他復(fù)合材料，從而在保有陶瓷的優(yōu)良特性的情況下使元件或材料額外獲得金屬、合金或其他材料的優(yōu)異性能，例如導(dǎo)電、導(dǎo)熱、散熱、耐蝕及耐磨性能。
2、特別是在電動(dòng)車領(lǐng)域中，由于電動(dòng)車系統(tǒng)中的電子元件會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，因此要求良好的散熱性能，以維持電子元件的溫度在安全范圍內(nèi)。此外，在電動(dòng)車的高操作電壓、高操作電流以及高功率需求下，要求電子元件具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能，能夠有效地耐受并疏導(dǎo)高電壓、高電流及高功率，增加電子元件的使用壽命。
3、現(xiàn)有技術(shù)中，作為上述電子元件，為了避免不同的金屬、合金或其他材料的熱膨脹系數(shù)不同可能造成的基板破裂或分層剝離問(wèn)題，通常將陶瓷基板的兩面分別覆有同種金屬、合金或其他材料，例如銅或鋁，因?yàn)殂~與鋁均具有良好的導(dǎo)電及導(dǎo)熱性能，其中，銅的導(dǎo)電性優(yōu)于鋁，因此理論上是較理想的金屬層材料。
4、一般來(lái)說(shuō)，為了耐受并疏導(dǎo)高電壓、高電流及高功率，電動(dòng)車的電子元件需要使用厚金屬層或厚導(dǎo)體層(例如至少0.3mm以上的銅層)。然而，以電子元件的金屬層或?qū)w層而言，采用厚度為0.03mm的厚銅層已經(jīng)足以造成加工上的困難，因?yàn)殂~金屬具有硬度較高、不易加工接合、重量重、以及易剝落等缺點(diǎn)，況且銅金屬的成本亦較高。>
5、相較于此，鋁金屬具有活性強(qiáng)、易于擴(kuò)散接合、可塑性好、熔點(diǎn)低、柔軟易加工、以及重量輕等優(yōu)點(diǎn)，況且鋁金屬的成本亦較低。除此之外，鋁金屬也較易與其他材料或元件接合，例如銅、鋁或碳化硅，或他們所制造的散熱鰭片。
6、因此，有鑒于上述技術(shù)瓶頸，專利技術(shù)人利用上述材料特性開發(fā)出一種電動(dòng)車的電子元件的改良復(fù)合結(jié)構(gòu)，以現(xiàn)有技術(shù)中在陶瓷基板上覆有0.8mm厚銅的電子元件為例，若以特殊導(dǎo)體(例如鋁金屬)取代其中0.3mm厚度的銅金屬，則可解決現(xiàn)有技術(shù)中銅金屬不易加工接合且易剝落的問(wèn)題，亦可大幅減輕銅金屬的成本及重量。況且，鋁金屬的導(dǎo)電性雖略低于銅，但相比于其他金屬導(dǎo)電性仍佳，因此是可耐受及疏導(dǎo)現(xiàn)有技術(shù)中完全由厚銅材料所承載的高電流、高電壓及高功率的相當(dāng)理想的替代材料。
7、綜上所述，需要一種復(fù)合結(jié)構(gòu)，其具有優(yōu)異的散熱性能和導(dǎo)電性能，能夠確保電子元件在運(yùn)行時(shí)的安全性、效率和可靠性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、鑒于現(xiàn)有技術(shù)遭遇的問(wèn)題，本專利技術(shù)提供一種改良式復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中，在陶瓷基板的一面接合有至少兩層導(dǎo)電性或散熱性優(yōu)異的導(dǎo)體，其中，通過(guò)使用特殊導(dǎo)體(例如鋁)作為中間層，可以達(dá)成容易加工接合，同時(shí)有效疏導(dǎo)高電流、高電壓及高功率的目的。
2、根據(jù)本專利技術(shù)提供的一種在陶瓷基板單面覆有導(dǎo)電材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括：陶瓷基板；第一導(dǎo)電層，與該陶瓷基板的一表面接合；以及第二導(dǎo)電層，與該第一導(dǎo)電層不與該陶瓷基板接觸的另一表面接合。
3、在本專利技術(shù)的一實(shí)施例中，該第一導(dǎo)電層與該第二導(dǎo)電層的厚度比例在1：1至1：10的范圍內(nèi)。
4、在本專利技術(shù)的一實(shí)施例中，該第二導(dǎo)電層的厚度大于0.05mm。
5、在本專利技術(shù)的一實(shí)施例中，該第二導(dǎo)電層進(jìn)一步被圖案化。
6、在本專利技術(shù)的一實(shí)施例中，該陶瓷基板的材料包含氧化鋁、氮化鋁、碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、二氧化硅、氮化硼、氧化鈹、及氧化鋯增韌氧化鋁(zta)中的一種或多種。
7、在本專利技術(shù)的一實(shí)施例中，該第一導(dǎo)電層的材料為導(dǎo)電率小于4×107s/m的導(dǎo)體，且該第二導(dǎo)電層的材料為導(dǎo)電率大于4×107s/m的導(dǎo)體。
8、在本專利技術(shù)的一實(shí)施例中，該陶瓷基板與該第一導(dǎo)電層、及該第一導(dǎo)電層與該第二導(dǎo)電層各自利用加熱及可選的加壓方法彼此接合。
9、在本專利技術(shù)的一實(shí)施例中，該加熱方法包含電熱加熱、紅外線石英管加熱、高周波感應(yīng)加熱、紅外線真空加熱、電弧加熱、及磁控電子束加熱。
10、在本專利技術(shù)的一實(shí)施例中，所述接合的方法進(jìn)一步包含amb、dbc、dpc、dba、擴(kuò)散接合、摩擦焊接、激光熔覆、或超音波焊接。
11、綜上所述，本專利技術(shù)的復(fù)合結(jié)構(gòu)，在陶瓷基板上接合具有優(yōu)異加工接合性能，同時(shí)具有優(yōu)異導(dǎo)電及散熱性能的特殊導(dǎo)體(例如厚鋁)，并于該特殊導(dǎo)體層上接合具有優(yōu)異導(dǎo)電及散熱性能的另一導(dǎo)體，使本專利技術(shù)的復(fù)合結(jié)構(gòu)即使在高操作電壓、電流及高功率等嚴(yán)苛環(huán)境下也能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)異的導(dǎo)電及散熱特性，并有利于輕量化及降低成本。
12、本專利技術(shù)的效果不限于上述效果，所屬
中技術(shù)人員能從權(quán)利要求的描述中清楚地理解未提及的其他效果。
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種在陶瓷基板單面覆有導(dǎo)電材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中，所述第一導(dǎo)電層與所述第二導(dǎo)電層的厚度比例在1：1至1：10的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中，所述第二導(dǎo)電層的厚度大于0.05mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中，所述第二導(dǎo)電層進(jìn)一步被圖案化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中，所述陶瓷基板的材料包含氧化鋁、氮化鋁、碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、二氧化硅、氮化硼、氧化鈹、及氧化鋯增韌氧化鋁中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中，所述第一導(dǎo)電層的材料為導(dǎo)電率小于4×107S/m的導(dǎo)體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中，所述第二導(dǎo)電層的材料為導(dǎo)電率大于4×107S/m的導(dǎo)體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中，所述陶瓷基板與所述第一導(dǎo)電層、及所述第一導(dǎo)電層與所述第二導(dǎo)電層各自利用加熱及可選的加壓方法彼此接合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中，所述加熱方法包含電熱加熱、紅外線石英管
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中，所述接合的方法進(jìn)一步包含AMB、DBC、DPC、DBA、擴(kuò)散接合、摩擦焊接、激光熔覆、或超音波焊接。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種在陶瓷基板單面覆有導(dǎo)電材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中，所述第一導(dǎo)電層與所述第二導(dǎo)電層的厚度比例在1：1至1：10的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中，所述第二導(dǎo)電層的厚度大于0.05mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中，所述第二導(dǎo)電層進(jìn)一步被圖案化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中，所述陶瓷基板的材料包含氧化鋁、氮化鋁、碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、二氧化硅、氮化硼、氧化鈹、及氧化鋯增韌氧化鋁中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中，所述第一導(dǎo)電層的材料為導(dǎo)電...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：魏汝超，陳東林，曾浩瑞，陳奕勝，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：超能高新材料股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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