(57)【要約】【課題】  高効率熱伝導回路基板およびその製造方法を提供する。【解決手段】  電子部品（５）を電気的に接続する高効率熱伝導回路基板は、金属基板（２）の上にマイクロアーク酸化により形成した金属酸化物層（３）と、金属酸化物層（３）の上にプラズマイオンメッキにより形成した、電子部品（５）を電気的に接続する複数の導電性接触子（４）とを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子部品（５）を電気的に接続する高効率熱伝導回路基板であって、
金属基板（２）と、
前記金属基板（２）の上に形成した金属酸化物層（３）と、
前記金属酸化物層（３）の上に形成した、電子部品（５）を電気的に接続する複数の導電性接触子（４）とを含むことを特徴とする高効率熱伝導回路基板。
【請求項２】
前記金属基板（２）は、アルミニウム、チタン、マグネシウム、ジルコニウム、ベリリウム、タンタルおよびそれらの合金で構成する群から選択した金属からなることを特徴とする請求項１に記載の高効率熱伝導回路基板。
【請求項３】
前記金属酸化物層（３）は、アルミナ、チタニア、マグネシア、ジルコニア、ベリリア、酸化タンタルおよびそれらの合金で構成する群から選択された金属酸化物からなることを特徴とする請求項２に記載の高効率熱伝導回路基板。
【請求項４】
前記金属基板（２）は、アルミニウムからなり、
前記金属酸化物層（３）は、アルミナからなることを特徴とする請求項３に記載の高効率熱伝導回路基板。
【請求項５】
前記導電性接触子（４）は、銅、銀、亜鉛、チタンおよびタングステンで構成する群から選択された金属であることを特徴とする請求項１に記載の高効率熱伝導回路基板。
【請求項６】
前記導電性接触子（４）は、銅であることを特徴とする請求項５に記載の高効率熱伝導回路基板。
【請求項７】
電子部品（５）を電気的に接続する高効率熱伝導回路基板の製造方法であって、
（ａ）電解槽の中に金属基板（２）を配置するステップと、
（ｂ）前記電解槽の中で前記金属基板（２）を酸化し、その上にマイクロアーク酸化によって金属酸化物層（３）を形成するステップと、
（ｃ）前記金属酸化物層の上に電子部品（５）を電気的に接続する複数の導電性接触子（４）を形成するステップとによってすることを特徴する製造方法。
【請求項８】
前記導電性接触子（４）は、前記ステップ（ｃ）において陰極アークプラズマイオンメッキにより形成することを特徴とする請求項７に記載の製造方法。
【請求項９】
前記金属基板（２）は、アルミニウム、チタン、マグネシウム、ジルコニウム、ベリリウム、タンタルおよびそれらの合金で構成する群から選択した金属からなることを特徴とする請求項７に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記金属基板（２）は、アルミニウムからなることを特徴とする請求項９に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記電解槽は、アンモニア水溶液を含むことを特徴とする請求項７に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記アンモニア水溶液は、リン酸塩、クロム酸塩、ケイ酸塩、炭酸塩およびそれらの混合物とで構成する群から選択した水溶性塩と、
酢酸イオンに電離することができる導電助剤とを含むことを特徴とする請求項１１に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記電解槽は、０．３から０．６モル／リットルのリン酸二水素カリウムと、濃度０．０８から０．３モル／リットルのクロム酸カリウムと、濃度０．０８から０．５モル／リットルの酢酸イオンとの、２から６容量パーセントのアンモニア水溶液からなることを特徴とする請求項１２に記載の製造方法。
【請求項１４】
前記導電助剤は、酢酸銅であることを特徴とする請求項１３に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記電解槽の中の前記金属基板（２）の酸化は、０℃から１５０℃の温度の範囲で行うことを特徴とする請求項７に記載の製造方法。
【請求項１６】
前記温度は、０℃から４０℃の範囲であることを特徴とする請求項１５に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高効率熱伝導回路基板およびその製造方法に関し、より詳しくは、金属酸化物層を形成した金属基板と、金属酸化物層の上に形成した、電子部品を電気的に接続する導電性接触子とを有する高効率熱伝導回路基板、および、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
かつて、電気および光電部品の熱放散および電気的絶縁の要求は、それらの部品の動作の結果として生じる熱がさほど高くないため、樹脂基板の使用によって充足させることができた。近年、情報通信製品が幅広く使用されているため、市場におけるダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ（ＤＲＡＭ）のような電子装置の需要が高まっており、半導体および光電部品の製造プロセスは超大規模集積回路（ＶＬＳＩ）に向かって発展してきた。多層配線した装置の熱放散の問題は深刻で無視できない。
【０００３】
図１に示すように、電子装置に使用する従来の回路基板１は、アルミニウム基板１１と、アルミニウム基板１１の上に形成したエポキシ樹脂層１２と、エポキシ樹脂層１２の上に電気化学的にメッキした銅接触子１３とを含む。
【０００４】
エポキシ樹脂層１２と銅接触子１３との間の表面特性の差が大きいために、銅接触子１３は、エポキシ樹脂１２にほとんど接着できない。それ故に、銅接触子１３のエポキシ樹脂層１２上への電気化学的メッキに先立って、エポキシ樹脂層１２の表面粗し、および、酸化還元反応によるエポキシ樹脂層１２の表面の鋭敏化と活性化のような一連の前処理が、エポキシ樹脂層１２への銅接触子１３の接着を改善するために実行されなければならない。
【０００５】
従来の回路基板１は、以下の欠点を有する。
（１）  エポキシ樹脂層１２は、０．２Ｗ／ｍ／Ｋと低い熱伝導率を有し、該熱伝導率は、集積回路産業の現在の熱放散の要求を満たすことができず、そのような低い熱伝導率のために基板１１に取り付けた部品の耐用年数を短縮ことになり得る。
（２）  銅接触子１３の電気化学的メッキに先立ってエポキシ樹脂層１２の表面を前処理する必要があり、そのような前処理は煩雑で高価である。
（３）  エポキシ樹脂層１２を表面粗しによって前処理する必要があるので、集積回路の細い線幅を達成することができない。
（４）  電気化学的メッキにより銅接触子１３を形成することは、水質汚染の源である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
それ故、本発明の課題は、従来技術の前記欠点を克服するために、高効率熱伝導回路基板およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１つの局面によれば、電子部品を電気的に接続する高効率熱伝導回路基板が提供される。前記伝導回路基板は、金属基板と、前記金属基板の上に形成した金属酸化物層と、前記金属酸化物層の上に形成した、電子部品を電気的に接続する複数の導電性接触子とを含む。
【０００８】
本発明の他の局面によれば、電子部品を電気的に接続する高効率熱伝導回路基板の製造方法が提供される。前記方法は、（ａ）電解槽の中に金属基板を配置するステップと、（ｂ）前記電解槽の中で前記金属基板を酸化して、その上にマイクロアーク酸化によって金属酸化物層を形成するステップと、（ｃ）前記金属酸化物層の上に電子部品を電気的に接続する複数の導電性接触子を形成するステップとを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の他の特徴と利点は、添付の図面を参照しながらする、以下の、本発明の好ましい実施形態の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【００１０】
図２を参照すると、本発明の高効率熱伝導回路基板の好ましい実施形態が示され、本実施形態は、発光ダイオードのような、外側に向かってに延伸する２本の導電性リード５１を有する電子部品５を接続し、金属基板２と、金属基板２の上に形成した金属酸化物層３と、金属酸化物層３の上に形成した発光ダイオード５の導電性リード５１をそれぞれ電気的に接続した複数の導電性接触子４とを含む。
【００１１】
本実施形態において、金属基板２の製造に適した金属は、アルミニウム、チタン、マグネシウム、ジルコニウム、ベリリウム、タンタルおよびそれらの合金を含むがこれらに限られない。好ましくは、金属基板２はアルミニウムからなる。
【００１２】
金属酸化物層３は、金属基板２の上にマイクロアーク酸化により形成され、アルミナ、チタニア、マグネシア、ジルコニア、ベリリア、酸化タンタルおよびそれらの合金で構成する群から選択された金属酸化物からなる。好ましくは、金属基板２の上に形成される金属酸化物層３は、アルミナからなる。
【００１３】
金属酸化物層３の上の導電性接触子４を形成するのに適した金属は、銅、銀、亜鉛、チタンおよびタングステンを含むがこれらに限られない。好ましくは、導電性接触子４は銅からなる。
【００１４】
さらに図３を参照すると、本発明による電子部品５と電気的に接続する高効率熱伝導回路基板の製造方法は、（ａ）電解槽の中に金属基板２を配置するステップと、（ｂ）電解槽の中で金属基板２を酸化し、その上にマイクロアーク酸化により金属酸化物層３を形成するステップと、（ｃ）金属酸化物層３の上に電子部品５を電気的に接続する複数の導電性接触子４を形成するステップとを含む。
【００１５】
好ましくは、電子部品５は、発光ダイオードのような高出力電子部品である。
【００１６】
本実施形態において、導電性接触子４は、パターニングしたマスクで金属酸化物層３を覆ってから、物理的な蒸着を行うことで金属酸化物層３の上に形成してもよい。代案として、導電性接触子４は、次の、（ｉ）金属酸化物層３の上にパターニングしたフォトレジスト層をフォトリソグラフィを使用して形成するステップと、（ii）金属酸化物層３の上に形成したフォトレジスト層のパターンに対応する導電性接触子４を真空蒸着によって形成するステップと、（iii）導電性接触子４が金属酸化物層３の上に残るように、金属酸化物層３からパターニングしたフォトレジスト層を除去するステップとによって形成してもよい。
【００１７】
好ましくは、金属基板２は、アルミニウム、チタン、マグネシウム、ジルコニウム、ベリリウム、タンタルおよびそれらの合金で構成する群から選択した金属からなる。より好ましくは、金属基板２はアルミニウムからなる。
【００１８】
ステップ（ｂ）において、アルミニウム基板のような金属基板２は、電解質組成分を有する電解槽の中に配置され、続いて、金属基板２の上に金属酸化物層３を形成するために所定の時間、所定の温度でのマイクロアーク酸化により酸化される。好ましくは、電解槽はアンモニア水溶液を含む。より好ましくは、アンモニア水溶液は水溶性塩および導電助剤を含む。
【００１９】
アンモニア水溶液に含まれる水溶性塩は、リン酸塩、クロム酸塩、ケイ酸塩、炭酸塩およびそれらの混合物を含むがこれらに限られない。好ましくは、水溶性塩はリン酸塩およびクロム酸塩の混合物を含む。より好ましくは、水溶性塩はリン酸二水素カリウムおよびクロム酸カリウムを含む。
【００２０】
アンモニア水溶液に含まれる導電助剤は、酢酸塩に電離することができる化合物である。好ましくは、導電助剤は酢酸銅である。より好ましい実施形態において、前述の方法のステップ（ｂ）の電解槽は、０．３から０．６モル／リットル（Ｍ）のリン酸二水素カリウムと、濃度０．０８から０．３モル／リットル（Ｍ）のクロム酸カリウムと、濃度０．０８から０．５モル／リットル（Ｍ）の酢酸イオンとの、２から６容量パーセントのアンモニア水溶液からなる。
【００２１】
ステップ（ｂ）の金属基板２のマイクロアーク酸化は、０℃から１５０℃の、好ましくは０℃から４０℃の温度範囲で行われる。酸化時間は、２０分から１５０分、好ましくは２０分から１００分の範囲である。
【００２２】
本実施形態において、導電製接触子４を形成するための物理的蒸着は、陰極アークプラズマイオンメッキ、スパッタリング、電子ビーム蒸着および熱蒸着を含むがこれらに限られない。好ましくは、導電性接触子４は、陰極アークプラズマイオンメッキによって形成される。陰極アークプラズマイオンメッキは、金属酸化物層３を形成した金属基板２を、ガス源および金属製ターゲット陰極を備える反応室の中に設置したベースの上に配置するステップと、金属原子およびイオンを形成するアーク放電を含む所定の電流を生成するために所定の圧力下で電源供給して金属製ターゲット陰極に所定の電圧を印加するステップと、導電性接触子４を形成するために所定の時間、金属基板２の上の金属酸化物層３の上に金属原子およびイオンを堆積するステップとからなる。
【００２３】
より好ましくは、金属製ターゲット陰極は、銅、銀、亜鉛、チタンおよびタングステンで構成する群から選択した金属からなる。最も好ましくは、金属製ターゲット陰極は銅からなる。本実施形態において陰極アークプラズマイオンメッキに適したガス源は、Ａｒ、Ｎ２、Ｈ２およびそれらの混合体を含むがこれらに限られない。好ましくは、所定の圧力は０．１から１００Ｐａの範囲であり、所定の電圧は２０Ｖから３０Ｖの範囲であり、所定の電流は１０Ａから１５０Ａの範囲であり、そして、好ましい時間は１０分から３００分の範囲である。
【実施例１】
【００２４】
高効率熱伝導回路基板は、先ず、０．５モル／リットル（Ｍ）のリン酸二水素カリウムと、０．１モル／リットルのクロム酸カリウムと、濃度０．３５モル／リットル（Ｍ）の酢酸銅との、４．５容量パーセントのアンモニア水溶液からなる電解槽の中にアルミニウム基板２を配置して準備した。アルミナ層３がアルミニウム基板２の上におよそ１５μｍの厚さを有するように、アルミニウム基板２の表面を、温度０℃から４０℃の温度範囲で、０．０４５Ａ／ｃｍ２の電流密度で３０分間、マイクロアーク酸化によって酸化した。
【００２５】
アルミニウム基板２の上にアルミナ層３を形成した後、複数の導電性接触子４をアルミナ層３の上に陰極アークプラズマイオンメッキにより形成した。第１に、アルミナ層３を形成したアルミニウム基板２を、反応室の中に設置したベースの上に配置した。レーザエッチングによりパターニングしたマスクをアルミニウム基板２のアルミナ層３の上に配置した。ガス源として水素ガスを使用し、銅製ターゲット陰極に４Ｐａの操作圧力下で電源により電圧２５Ｖを印加して９０Ａの電流を流した。メッキの最中、銅原子およびイオンを生成するように、銅製ターゲット陰極の表面でアーク放電を発生させた。銅原子および銅イオンのマスクおよびアルミナ層３の上への堆積を可能とするために、バイアスパルス（−５０Ｖ（４０％）＋７８Ｖ（６０％））をベースに１００分の間印加した。マスクを除去すると銅接触子４のパターンがアルミナ層３の上に形成された。
【００２６】
従来の陽極処理と比較して、電解槽の中の電離したアルミニウムイオンのアーク酸化速度が速く、アルミナ層３は高い純度、高い稠密度(compactness)および低い空隙率を有する。このため、銅接触子４の形成の最中にアルミナ層３の正孔に銅を充填することにより引き起こされる短絡の問題は回避できる。
【００２７】
さらに、陰極アークプラズマイオンメッキ技術は、ターゲット陰極に低い電圧を印加して高い電流を生成できる結果、アーク放電がターゲット陰極の表面に引き起こされ、銅製ターゲットの表面から銅が迅速に電離する。結果として、陰極アークプラズマイオンメッキを使用した導電性接触子４の成長速度は高く、導電性接触子４の稠密度が高められる。
【００２８】
図４に、上述した図１に示した従来の回路基板と、実施例１で取得した高効率熱伝導回路基板との間の熱放散効果の比較を示す。実験は、発光ダイオードを接続した従来の回路基板１および発光ダイオードを接続した本発明の高効率熱伝導回路基板に０．７５Ａの動作電流を３時間流すことで実施した。アルミニウム層２に形成したアルミナ層３は、３５Ｗ／ｍ／Ｋの熱伝導度を有しているため、発光ダイオードが生成した熱は、アルミナ層３およびアルミニウム層２を通して迅速には放散できる。それ故、本発明の高効率熱伝導回路基板に接続した発光ダイオードは、従来の回路基板１に接続したものよりも優れた熱放散効果を有している。
【実施例２】
【００２９】
高効率熱伝導回路基板は、銅接触子の形成を除いて実施例１と同様の方法で準備した。本実施例において、パターニングしたフォトレジスト層をフォトリソグラフィによりアルミナ層３の上に形成し、そして、実施例１と同じ動作条件の下で銅膜をアルミナ層３の上に形成した。最後に、フォトレジスト層を除去して銅接触子４を形成した。
【００３０】
本発明による高効率熱伝導回路基板は、以下のような具体的機能と特徴とを有する。
（１）  金属酸化物層３の厚みは、電気的絶縁を提供するに十分である。
（２）  金属酸化物層３の純度および稠密度は、導電性接触子４を形成する間の短絡の問題を効果的に回避するに十分である。
（３）  金属酸化物層３の熱伝導度は、比較的高く、金属基板２の上に設置した発光ダイオードのような電子部品が生成した熱を効果的に放散できる。
（４）  導電性接触子４の金属酸化物層３への接着は、相対的に強く、そこに生成する熱のため電子部品に与えられる応力に耐えられる優れた熱機械的特性を与える。
（５）  導電性接触子４は、高い稠密度および低い抵抗率を有し、ジュール熱の生成を低減する。
（６）  前記（３）〜（５）によれば、本発明の金属基板２に接続した電子部品は、長い耐用年数を有する。
（７）  従来の銅メッキ技術における水質汚染の問題は、陰極アークプラズマイオンメッキ技術を使用すれば回避できる。
（８）  細い線幅を有する導電性接触子４はフォトリソグラフィ技術を使用して達成できる。
（９）  マイクロアーク酸化による金属酸化物層３および陰極アークプラズマイオンメッキによる導電性接触子４の形成速度は高い。従って、高効率熱伝導回路基板を製造する生産時間が低減される。
【００３１】
本発明は、最も実際的で好ましいと考えられる実施形態に関連して説明してきたが、本発明は、開示した実施形態に限定されず、広範な解釈および均等な配置の精神および範囲に含まれる多様な配置に及ぶことが意図されると理解される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】電子装置に使用される従来の回路基板の断面図。
【図２】本発明による、発光ダイオードを接続する高効率熱伝導回路基板の好ましい実施形態の断面図。
【図３】本発明による高効率熱伝導回路基板の製造方法の好ましい実施形態の連続した工程を示す流れ図。
【図４】従来の回路基板と本発明の高効率熱伝導回路基板との間の熱放散効果を比較する折れ線図。
【符号の説明】
【００３３】
２  金属基板
３  金属酸化物層
４  導電性金属接触子
５  電子部品
【図１】
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【図２】
2005277137.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
HIGH-EFFICIENCY THERMAL CONDUCTIVE BASE BOARD AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME
BACKGROUND OF THE INVENTION 
1. Field of the Invention 
This invention relates to a high-efficiency thermal conductive base board and a method for manufacturing the same, more particularly to a high-efficiency thermal conductive base board having a metal substrate formed with a metal oxide layer and conductive contacts formed on the metal oxide layer for electrical connection with an electronic component and a method for manufacturing the same.
2. Description of the Related Art
In the past, both heat dissipation and electrical insulation requirements for electronic and photoelectric components can be satisfied by using a plastic substrate since the heat resulting from operation of these components is not too high. Since information and communication products are in wide use nowadays, the need for electronic devices, such as dynamic random access memories (DRAM), in the market has increased, and manufacturing processes of the semiconductor and photoelectric components have progressed toward very large scale integration (VLSI). The heat dissipating problem for devices with multilevel interconnects is serious and cannot be disregarded. 
As shown in Fig. 1, a conventional base board 1 used in electronic devices includes an aluminum substrate 11, an epoxy resin layer 12 formed on the aluminum substrate 11, and copper contacts 13 that are electrochemically plated on the epoxy resin layer 12. 
It is noted that since the difference in surface properties between the epoxy resin layer 12 and the copper contacts 13 is relatively large, the copper contacts 13 can hardly bond to the epoxy resin layer 12. Hence, prior to electrochemical plating of the copper contacts 13 on the epoxy resin layer 12, a series of pre-treatments, such as roughening the surface of the epoxy resin layer 12, and sensitizing and activating the surface of the epoxy resin layer 12 via oxidation-reduction reaction, have to be conducted so as to improve adhesion of the copper contacts 13 to the epoxy resin layer 12.
The conventional base board 1 has the following drawbacks:
(1) The epoxy resin layer 12 has a thermal conductivity as low as 0.2 W/m/K that cannot meet current heat-dissipating requirements of the integrated circuit industry and that can result in a reduction in the service lives of components bonded to the substrate 11 due to such low thermal conductivity. 
(2) Prior to electrochemical plating of the copper contacts 13, the surface of the epoxy resin layer 12 is required to be pre-treated, and such pre-treatment is complicated and costly.
(3) Since the surface of the epoxy resin layer 12 is required to be pre-treated by roughening, narrow line width of the integrated circuit cannot be achieved.
(4) Formation of the copper contacts 13 through electrochemical plating is a source of water pollution.
SUMMARY OF THE INVENTION
Therefore, the object of the present invention is to provide a high-efficiency thermal conductive base board and a method for manufacturing the same so as to overcome the aforesaid drawbacks of the prior art.
According to one aspect of the present invention, a high-efficiency thermal conductive base board is provided for electrical connection with an electronic component. The conductive base board includes a metal substrate, a metal oxide layer formed on the metal substrate, and a plurality of conductive contacts formed on the metal oxide layer for electrical connection with the electronic component.
According to another aspect of the present invention, a method for manufacturing a high-efficiency thermal conductive base board is provided for electrical connection with an electronic component. The method includes the steps of: (a) placing a metal substrate in an electrolytic bath; (b) oxidizing the metal substrate in the electrolytic bath to form a metal oxide layer thereon through micro-arc oxidation; and (c) forming a plurality of conductive contacts on the metal oxide layer for electrical connection with the electronic component.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Other features and advantages of the present invention will become apparent in the following detailed description of the preferred embodiment of the invention, with reference to the accompanying drawings. In the drawings:
Fig. 1 is a cross-sectional view to illustrate a conventional base board used in electronic devices;
Fig. 2 is a cross-sectional view to illustrate the preferred embodiment of a high-efficiency thermal conductive base board connected to a light emitting diode according to this invention;
Fig. 3 is a flow chart to illustrate consecutive steps of the preferred embodiment of a method for manufacturing the high-efficiency thermal conductive base board according to this invention; and 
Fig. 4 is a curve plot to illustrate comparison of heat dissipating effect between the conventional base board and the high-efficiency thermal conductive base board of this invention.  
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT
Referring to Fig. 2, the preferred embodiment of a high-efficiency thermal conductive base board according to this invention is shown to be connected to an electronic component 5, such as a light emitting diode, having two conductive leads 51 that extend outwardly therefrom and include a metal substrate 2, a metal oxide layer 3 formed on the metal substrate 2, and a plurality of conductive contacts 4 formed on the metal oxide layer 3 and connected electrically and respectively to the conductive leads 51 of the light emitting diode 5.
In this embodiment, the metal suitable for manufacturing the metal substrate 2 includes but is not limited to aluminum, titanium, magnesium, zirconium, beryllium, tantalum and alloys thereof. Preferably, the metal substrate 2 is made from aluminum.
The metal oxide layer 3 is formed on the metal substrate 2 through micro-arc oxidation, and is made from a metal oxide selected from the group consisting of alumina, titania, magnesia, zirconia, beryllia, tantalum oxide and mixtures thereof. Preferably, the metal oxide layer 3 formed on the metal substrate 2 is made from alumina.
The metal suitable for forming the conductive contacts 4 on the metal oxide layer 3 includes but is not limited to copper, silver, zinc, titanium and tungsten. Preferably, the conductive contacts 4 are made from copper.
With further reference to Fig. 3, a method for manufacturing the high-efficiency thermal conductive base board for electrical connection with an electronic component 5 according to this invention includes the steps of: (a) placing a metal substrate 2 in an electrolytic bath; (b) oxidizing the metal substrate 2 in the electrolytic bath to form a metal oxide layer 3 thereon through micro-arc oxidation; and (c) forming a plurality of conductive contacts 4 on the metal oxide layer 3 for electrical connection with the electronic component 5.
Preferably, the electronic component 5 is a high power electronic component, such as a light emitting diode.
In this embodiment, the conductive contacts 4 may be formed on the metal oxide layer 3 by covering the metal oxide layer 3 with a patterned mask, followed by conducting physical vapor deposition. Alternatively, the conductive contacts 4 may be formed through the following steps: (i) forming a patterned photoresist layer on the metal oxide layer 3 using photolithography; (ii) forming the conductive contacts 4 that correspond to the pattern of the photoresist layer formed on the metal oxide layer 3 through vacuum deposition; and (iii) removing the patterned photoresist layer from the metal oxide layer 3 such that the conductive contacts 4 are left on the metal oxide layer 3.
Preferably, the metal substrate 2 is made from a metal selected from the group consisting of aluminum, titanium, magnesium, zirconium, beryllium, tantalum and alloys thereof. More preferably, the metal substrate 2 is made from aluminum.
In step (b), the metal substrate 2, such as an aluminum substrate, is placed in the electrolytic bath having an electrolyte composition, and is subsequently oxidized through micro-arc oxidation at a predetermined temperature for a predetermined period of time so as to form the metal oxide layer 3 on the metal substrate 2. Preferably, the electrolytic bath includes an ammoniacal aqueous solution. More preferably, the ammoniacal aqueous solution includes a water soluble salt and a conduction-aiding agent. 
The water soluble salt contained in the ammoniacal aqueous solution includes but is not limited to phosphates, chromates, silicates, carbonates and mixtures thereof. Preferably, the water soluble salt includes the mixture of phosphates and chromates. More preferably, the water soluble salt includes the mixture of potassium dihydrogen phosphate and potassium chromate. 
The conduction-aiding agent contained in the ammoniacal aqueous solution is a compound that is capable of being dissociated into acetate ions. Preferably, the conduction-aiding agent is copper acetate. In a more preferred embodiment, the electrolytic bath used in step (b) of the aforementioned method consists of 2 to 6 percent by volume of the ammoniacal aqueous solution of 0.3 to 0.6 mole/liter (M) potassium dihydrogen phosphate; 0.08 to 0.3 mole/liter (M) potassium chromate; and acetate ions in concentrations of 0.08 to 0.5 mole/liter (M). 
The micro-arc oxidation of the metal substrate 2 in step (b) is conducted at a temperature ranging from 0℃ to 150℃ and, preferably, from 0℃ to 40℃. The oxidation time ranges from 20 minutes to 150 minutes and, preferably, from 20 minutes to 100 minutes.
In this embodiment, the physical vapor deposition for forming the conductive contacts 4 includes, but is not limited to, cathodic arc plasma ion plating, sputtering, e-beam evaporation and thermal evaporation. Preferably, the conductive contacts 4 are formed through cathodic arc plasma ion plating by the following steps: placing the metal substrate 2 formed with the metal oxide layer 3 on a base that is disposed in a reaction chamber equipped with a gas source and a cathodic metal target; applying a predetermined voltage to the cathodic metal target using a power supply under a predetermined pressure so as to create a predetermined current for inducing an arc discharge that forms metallic atoms and ions; and depositing the metallic atoms and ions on the metal oxide layer 3 on the metal substrate 2 for a predetermined period of time so as to form the conductive contacts 4. 
More preferably, the cathodic metal target is made from a metal selected from the group consisting of copper, silver, zinc, titanium and tungsten. Most preferably, the cathodic metal target is made from copper. The gas source suitable for conducting cathodic arc plasma ion plating in this preferred embodiment includes but is not limited to Ar, N2, H2 and mixtures thereof. Preferably, the predetermined pressure ranges from 0.1 Pa to 100 Pa, the predetermined voltage ranges from 20 V to 30 V, the predetermined current ranges from 10 A to 150 A, and the predetermined period of time ranges from 10 minutes to 300 minutes.
Example 1
A high-efficiency thermal conductive base board was prepared by first placing an aluminum substrate 2 in an electrolytic bath consisting of 4.5 percent by volume of the ammoniacal aqueous solution of 0.5 mole/liter (M) potassium dihydrogen phosphate, 0.1 mole/liter (M) potassium chromate, and 0.35 mole/liter (M) of copper acetate. The surface of the aluminum substrate 2 was oxidized through micro-arc oxidation at a temperature ranging from 0℃ to 40℃ under a current density of 0.045 A/cm2 for 30 minutes so as to form an alumina layer 3 having a thickness of approximately 15 μm on the aluminum substrate 2. 
After formation of the alumina layer 3 on the aluminum substrate 2, a plurality of conductive contacts 4 were formed on the alumina layer 3 through cathodic arc plasma ion plating. First, the aluminum substrate 2 formed with the alumina layer 3 was placed on a base disposed in a reaction chamber. A mask that was patterned through laser etching was placed on the alumina layer 3 of the aluminum substrate 2. Using hydrogen gas as the gas source, the cathodic copper target was provided with a voltage of 25V by a power supply under an operational pressure of 4 Pa so as to form a current of 90A. An arc discharge occurred on the surface of the copper target so as to generate copper atoms and copper ions during plating. A bias pulse (-50 V(40%)+78 V(60%)) was applied to the base for a period of 100 minutes so as to permit deposition of the copper atoms and the copper ions on the mask and the alumina layer 3. A pattern of copper contacts 4 is formed on the alumina layer 3 after the mask is removed. 
Compared with the conventional anodic treatment, the arc oxidation rate of dissociated aluminum ions in the electrolytic bath is faster, and the alumina layer 3 has higher purity, higher compactness and lower porosity. Therefore, the short circuit problem resulting from filling of copper in the pores of the alumina layer 3 during the formation of copper contacts 4 can be avoided. 
In addition, the cathodic arc plasma ion plating techniques can create a high current by applying a low voltage to the cathodic target, which results in arc discharge on the surface of the cathodic target, which, in turn, results in fast ionization of copper from the surface of the copper target. As a consequence, the growing rate of the conductive contacts 4 using cathodic arc plasma ion plating is high, and the compactness of the conductive contacts 4 is enhanced.
Fig. 4 illustrates the comparison of heat dissipating effect between the aforesaid conventional base board 1 as shown in Fig. 1 and the high-efficiency thermal conductive base board obtained from Example 1. The test was conducted by applying 0.75 A driving current to a light emitting diode connected to the conventional base board 1 and a light emitting diode connected to the high-efficiency thermal conductive base board of this invention for 3 hours. Since the alumina layer 3 formed on the aluminum substrate 2 has a thermal conductivity of 35 W/m/K, the heat generated from the light emitting diode can be quickly dissipated through the alumina layer 3 and the aluminum substrate 2. Hence, the light emitting diode connected to the high-efficiency thermal conductive base board of this invention has a better heat dissipating effect than that of the conventional base board 1.
Example 2
A high-efficiency thermal conductive base board was prepared in a manner similar to that of Example 1, except for the formation of copper contacts. In this example, a patterned photoresist layer was formed on the alumina layer 3 through photolithography, and a copper film was then formed on the alumina layer 3 under the same operational conditions as those of Example 1. Finally, the photoresist layer was removed so as to form the copper contacts 4. 
The high-efficiency thermal conductive base board according to this invention has specific functions and properties as follows:
(1) The thickness of the metal oxide layer 3 is sufficient for providing electrical insulation.
(2) The purity and compactness of the metal oxide layer 3 is sufficient to effectively avoid the short circuit problem during the formation of the conductive contacts 4.
(3) The thermal conductivity of the metal oxide layer 3 is relatively high so as to effectively dissipate heat generated by the electronic component, such as light emitting diode 5, mounted on the metal substrate 2.
(4) The adhesion of the conductive contacts 4 to the metal oxide layer 3 is relatively strong so as to provide an excellent thermal mechanical property for resisting stress present in the electronic component due to heat generated therein.
(5) The conductive contacts 4 have high compactness and low electrical resistivity for reducing the generation of Joule heating.
(6) According to the above-mentioned (3) to (5), the electronic component connected to the metal substrate 2 of this invention has a longer service life.  
(7) Water pollution problem as encountered in the conventional copper plating technique can be avoided by using the cathodic arc plasma ion plating techniques.  
(8) The conductive contacts 4 having narrow line width can be achieved using photolithography techniques.
(9) The formation rates of the metal oxide layer 3 through micro-arc oxidation and the conductive contacts 4 through cathodic arc plasma ion plating are high. Hence, the production time for manufacturing the high-efficiency thermal conductive base board is reduced.
While the present invention has been described in connection with what is considered the most practical and preferred embodiment, it is understood that this invention is not limited to the disclosed embodiment but is intended to cover various arrangements included within the spirit and scope of the broadest interpretations and equivalent arrangements.
I CLAIM: 
1. A high-efficiency thermal conductive base board for electrical connection with an electronic component (5), characterized by
a metal substrate (2);
a metal oxide layer (3) formed on said metal substrate (2); and
a plurality of conductive contacts (4) formed on said metal oxide layer (3) for electrical connection with the electronic component (5). 
2. The high-efficiency thermal conductive base board as claimed in claim 1, characterized in that said metal substrate (2) is made from a metal selected from the group consisting of aluminum, titanium, magnesium, zirconium, beryllium, tantalum and alloys thereof.
3. The high-efficiency thermal conductive base board as claimed in claim 2, characterized in that said metal oxide layer (3) is made from a metal oxide selected from the group consisting of alumina, titania, magnesia, zirconia, beryllia, tantalum oxide and mixtures thereof.
4. The high-efficiency thermal conductive base board as claimed in claim 3, characterized in that said metal substrate (2) is made from aluminum and said metal oxide layer (3) is made from alumina.
5. The high-efficiency thermal conductive base board as claimed in claim 1, characterized in that said conductive contacts (4) are made from a metal selected from the group consisting of copper, silver, zinc, titanium and tungsten.
6. The high-efficiency thermal conductive base board as claimed in claim 5, characterized in that said conductive contacts (4) are made from copper.
7. A method for manufacturing a high-efficiency thermal conductive base board for electrical connection with an electronic component (5), characterized by the steps of:
(a) placing a metal substrate (2) in an electrolytic bath;
(b) oxidizing the metal substrate (2) in the electrolytic bath to form a metal oxide layer (3) thereon through micro-arc oxidation; and
(c) forming a plurality of conductive contacts (4) on the metal oxide layer (3) for electrical connection with the electronic component (5).
8. The method as claimed in claim 7, characterized in that the conductive contacts (4) are formed through cathodic arc plasma ion plating in step (c).
9. The method as claimed in claim 7, characterized in that the metal substrate (2) is made from a metal selected from the group consisting of aluminum, titanium, magnesium, zirconium, beryllium, tantalum and alloys thereof.
10. The method as claimed in claim 9, characterized in that the metal substrate (2) is made from aluminum.
11. The method as claimed in claim 7, characterized in that the electrolytic bath includes an ammoniacal aqueous solution.
12. The method as claimed in claim 11, characterized in that the ammoniacal aqueous solution includes a water soluble salt that is selected from the group consisting of phosphates, chromates, silicates, carbonates and mixtures thereof, and a conduction-aiding agent that is capable of being dissociated into acetate ions.
13. The method as claimed in claim 12, characterized in that the electrolytic bath consists of 2 to 6 percent by volume of the ammoniacal aqueous solution of 0.3 to 0.6 mole/liter potassium dihydrogen phosphate; 0.08 to 0.3 mole/liter potassium chromate; and acetate ions in concentrations of 0.08 to 0.5 mole/liter.
14. The method as claimed in claim 13, characterized in that wherein the conduction-aiding agent is copper acetate.
15. The method as claimed in claim 7, characterized in that the oxidation of the metal substrate (2) in the electrolytic bath is conducted at a temperature ranging from 0℃ to 150℃.
16. The method as claimed in claim 15, characterized in that the temperature ranges from 0℃ to 40℃.
ABSTRACT OF THE DISCLOSURE
A high-efficiency thermal conductive base board for electrical connection with an electronic component (5) includes a metal oxide layer (3) formed on the metal substrate (2) through micro-arc oxidation, and a plurality of conductive contacts (4) formed on the metal oxide layer (3) through arc plasma ion plating for electrical connection with the electronic component (5).
(Fig. 2)
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