(57)【要約】      （修正有）【課題】高導散熱アルミコート金属基材を提供する。【解決手段】高導散熱アルミコート金属基材は、現有の堆積構造ヒートシンクアルミ基板のアルミ合金金属ヒートシンク層５表面を、化学鍍金、電気鍍金又は真空蒸着方法を用いて一層のアルミよりも熱伝導効率が高く、導熱性が良好な金属鍍金層材料を鍍金し、この鍍金が完成したアルミ合金金属材料は、アルミコート金属基材と称し、このアルミ金属基材表面において、現有の多層プリント回路板熱プレス接合方法で絶縁導熱接着層２０又は導熱誘電層及び金属回路層２５にプレス接合し、高導散熱アルミコート金属基材と称し、より迅速な導熱及びヒートシンクの機能を有し、従来の絶縁導熱接着層又は導熱誘電層及びアルミ合金金属間が粘着性又は付着性が良好でないことにより、高温熱衝撃を経た後に、分離又は破裂を発生する問題を解決する。【選択図】図２
0003157576.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
アルミ合金金属ヒートシンク層と、金属鍍金導熱層と、プレス接合前処理後の金属鍍金導熱層粗面と、絶縁導熱接着層又は導熱誘電層と称する層と、を含み、該絶縁導熱接着層の一面が熱プレス接合を経てプレス接合前処理後の金属鍍金導熱層粗面に粘着し、絶縁導熱接着層の他面が熱プレス接合を経て金属回路層に粘着され、該金属回路層上に少なくとも１つの電子部材を有する高導散熱アルミコート金属基材構造。
【請求項２】
前記アルミ合金金属ヒートシンク層が純アルミ又はアルミ合金材料である請求項１記載の高導散熱アルミコート金属基材構造。
【請求項３】
前記アルミ合金金属ヒートシンク層の厚さが０．４ｍｍ〜３．２ｍｍに設けられる請求項１記載の高導散熱アルミコート金属基材構造。
【請求項４】
前記金属鍍金導熱層の材質が銅、銅合金、ニッケル、パラジウム、金、錫、銀及び亜鉛のうちから１種を選択する請求項１記載の高導散熱アルミコート金属基材構造。
【請求項５】
前記金属鍍金導熱層の厚さが０．０００１ｍｍ〜０．１０５ｍｍに設けられる請求項４記載の高導散熱アルミコート金属基材構造。
【請求項６】
前記絶縁導熱接着層中に熱伝導粉体を含有する請求項１記載の高導散熱アルミコート金属基材構造。
【請求項７】
前記熱伝導粉体が金、銀、銅、鉄、炭、酸化アルミ、窒化アルミ、窒化ホウ素、ホウ化チタン、酸化ベリリウム、酸化亜鉛及び炭化シリコンのうちから少なくとも１種を選択する請求項６記載の高導散熱アルミコート金属基材構造。
【請求項８】
前記絶縁導熱接着層の厚さが０．００７５ｍｍ〜０．１７ｍｍに設けられる請求項７記載の高導散熱アルミコート金属基材構造。
【請求項９】
前記電子部材がパワー部材であり、且つ発熱する電子部材である請求項１記載の高導散熱アルミコート金属基材構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、高導散熱アルミコート金属基材構造に関し、特に、ハイパワー電子部材の伝導散熱専用のアルミコート金属基材構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の電子部材のパワーは益々大きくなり、発熱量も益々大きくなり、例えば、1wより大きいハイパワー発光ダイオード(HIGH POWER LED)は、入力パワーの１５〜２０％だけが光に変換され、その残りが熱エネルギーに変換され、これら熱エネルギーが外部へ排出されない場合、ＬＥＤ結晶界面温度が過度に高くなり、発光効率及び発光寿命に影響を及ぼす。
【０００３】
従来の堆積構造ヒートシンクアルミ基板は、図１に示すようであり、アルミ合金金属ヒートシンク層５と、絶縁導熱接着層２０と、金属回路層２５と、のみを有する。アルミ合金金属ヒートシンク層５は、陽極処理する又は水酸化ナトリウムに浸し、その表面を粗化した後、この粗化後のアルミ合金金属ヒートシンク層５と、絶縁導熱接着層２０と、金属回路層２５と、を熱プレス接合して一体にし、この種のヒートシンクアルミ基板は、アルミ合金の単一金属をヒートシンク材料として用いることにより、絶縁導熱接着体の導熱速度が制限を受け、迅速なヒートシンクを行うことができない。市場における各種の導熱接着剤の材質が異なり、特性が一定でなく、且つ絶縁導熱接着体の粘性の選択が制限されるので、熱プレス接合条件及びパラメータが非常に複雑且つ不安定になる。現在の業界は、商品化生産された絶縁導熱接着層２０を最もよく使用し、接着層がより効率的に迅速にヒートシンクすることができず、且つ絶縁導熱接着層２０及びアルミ合金金属ヒートシンク層５の接触面間の粘着力の強度が低いことにより、高温３００℃の熱衝撃を経た後、分離又は破裂の問題が発生し易く、製品の製造が困難で品質の信頼性が低くなり、現在の市場の要求を満たすことが出来ない。また、業者は、セラミック基板、例えば、酸化アルミ、ＬＴＣＣ（低温同時焼成セラミック）、窒化アルミ等を世に出している。ダイヤモンド基板は、ダイヤモンド層で絶縁導熱接着層を置き換えたものであり、ダイレクトボンドカッパー基板（DBC）等の技術で類似する関連のヒートシンク基板を作成しているが、何れも製造上の重さの制限により、機械加工が困難であり、技術的敷居が高く、製造に必要なコストも崇高であり、市場に普及させ、市場の要求を満足させることができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許公表２００４−５１２４３０号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
本考案の目的は、以下の通りである：
1.現有の堆積構造ヒートシンクアルミ基板の導熱速度を向上させ、無電解鍍金、電解鍍金又は真空蒸着技術を介してアルミ合金金属ヒートシンク層表面に一層の金属、例えば、銅金属を鍍金する。銅が良好な導電、導熱性を有するので、銅の熱伝道率（400ｗ/ｍｋ）は、ほぼアルミ合金番号5052（150ｗ/ｍｋ）の２倍以上である。高熱伝導率は、熱エネルギーが材料の一端から他端へより伝導し易いことを意味し、それによりヒートシンク装置全体のヒートシンク面積が十分に利用できることを保証する。例えば、銅の高熱伝導率を利用し、コンピュータのＣＰＵ又はハイパワー発光ダイオード (HIGH POWER LED)等の電子部材又はパワー部材の動作時に瞬間的に発生する熱量を迅速にアルミ合金金属端に伝導し、高導熱アルミ被覆金属基材全体の底部及び上部の温度差を明確に増加させ、それにより、ヒートシンクアルミ基板全体のヒートシンク効果を向上させる。
2．現有の堆積構造ヒートシンクアルミ基板の絶縁導熱接着層（誘電層）及びアルミ合金金属ヒートシンク層間の粘着性又は密着性が良好でないことにより生じる分離又は破裂の問題を解決する。各種商品化された絶縁接着剤が導熱及び絶縁関係を考慮する制限を受けるので、返って、その絶縁導熱接着層及びアルミ合金金属ヒートシンク層の粘性に影響を及ぼし、従って、各種熱プレス接合パラメータの条件を絶えず変更しなければならず、各式異なる種類の絶縁導電接着特性に応じるために、研究の労力が効果をもたないが、本考案は、アルミ合金金属ヒートシンク層表面に一層の金属、例えば、銅を鍍金し、銅を鍍金した表面にプレス接合前処理、例えば、セピア、黒（酸）化等の方式を行ない、表面積を増加し、絶縁導熱接着剤と熱プレス接合処理を行い、絶縁導熱接着剤及び銅金属鍍金間に強力な鍵結合を持たせ、銅アルミ交接面は、熱プレス接合時の１５０℃以上の高温により、原子遷移を介して自然とアルミ合金層を形成し、銅とアルミ合金を更に緊密且つ堅固に結合させ、且つ冷熱衝撃試験０〜１２０℃、３００回を経た後、全く分離の現象を発生しない。
3.各層間の鍵結合力を大幅に向上し、且つ絶縁導熱接着剤に指定より広い選択性を持たせ、特定の絶縁導熱接着剤の特性の制限を受けることなく、製造のパラメータを容易に把握でき、良好な歩留まり及び生産率を達成する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案は、アルミ合金金属ヒートシンク層と、金属鍍金導熱層と、プレス接合前処理後の金属鍍金導熱層粗面と、絶縁導熱接着層又は導熱誘電層と称する層と、を含み、該絶縁導熱接着層の一面が熱プレス接合を経てプレス接合前処理後の金属鍍金導熱層粗面に粘着し、絶縁導熱接着層の他面が熱プレス接合を経て金属回路層に粘着され、該金属回路層上に少なくとも１つの電子部材を有する高導散熱アルミコート金属基材構造を提供する。
本考案は下記の特徴を有する。
（１）アルミ合金金属ヒートシンク層と、金属鍍金導熱層と、プレス接合前処理後の金属鍍金導熱層粗面と、絶縁導熱接着層又は導熱誘電層と称する層と、を含み、該絶縁導熱接着層の一面が熱プレス接合を経てプレス接合前処理後の金属鍍金導熱層粗面に粘着し、絶縁導熱接着層の他面が熱プレス接合を経て金属回路層に粘着され、該金属回路層上に少なくとも１つの電子部材を有する高導散熱アルミコート金属基材構造。
（２）前記アルミ合金金属ヒートシンク層が純アルミ又はアルミ合金材料である（１）記載の高導散熱アルミコート金属基材構造。
（３）前記アルミ合金金属ヒートシンク層の厚さが０．４ｍｍ〜３．２ｍｍに設けられる（１）記載の高導散熱アルミコート金属基材構造。
（４）前記金属鍍金導熱層の材質が銅、銅合金、ニッケル、パラジウム、金、錫、銀及び亜鉛のうちから１種を選択する（１）記載の高導散熱アルミコート金属基材構造。
（５）前記金属鍍金導熱層の厚さが０．０００１ｍｍ〜０．１０５ｍｍに設けられる（４）記載の高導散熱アルミコート金属基材構造。
（６）前記絶縁導熱接着層中に熱伝導粉体を含有する（１）記載の高導散熱アルミコート金属基材構造。
（７）前記熱伝導粉体が金、銀、銅、鉄、炭、酸化アルミ、窒化アルミ、窒化ホウ素、ホウ化チタン、酸化ベリリウム、酸化亜鉛及び炭化シリコンのうちから少なくとも１種を選択する（６）記載の高導散熱アルミコート金属基材構造。
（８）前記絶縁導熱接着層の厚さが０．００７５ｍｍ〜０．１７ｍｍに設けられる（７）記載の高導散熱アルミコート金属基材構造。
（９）前記電子部材がパワー部材であり、且つ発熱する電子部材である（１）記載の高導散熱アルミコート金属基材構造。
【考案の効果】
【０００７】
本考案が提供する高導散熱アルミコート金属基材は、現有の堆積構造ヒートシンクアルミ基板のアルミ合金金属ヒートシンク層表面を、化学鍍金、電気鍍金又は真空蒸着方法を用いて一層のアルミよりも熱伝導効率が高く、導熱性が良好な金属鍍金層材料を鍍金し、この鍍金が完成したアルミ合金金属材料は、アルミコート金属基材と称し、このアルミ金属基材表面において、現有の多層プリント回路板熱プレス接合方法で絶縁導熱接着層又は導熱誘電層及び金属回路層にプレス接合し、高導散熱アルミコート金属基材と称し、より迅速な導熱及びヒートシンクの機能を有し、従来の絶縁導熱接着層又は導熱誘電層及びアルミ合金金属間が粘着性又は付着性が良好でないことにより、高温熱衝撃を経た後に、分離又は破裂を発生する問題を解決する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】従来の堆積構造のヒートシンクアルミ基板の断面図である。
【図２】本考案の単面金属回路層の断面図である。
【図３】本考案の双面金属回路層の断面図である。
【考案を実施するための形態】
【０００９】
図２において、本考案の高導散熱アルミコート金属基材は、アルミ合金金属ヒートシンク層５と、金属鍍金導熱層１０と、金属鍍金導熱層粗面１５と、絶縁導熱接着層２０と、金属回線層２５、例えば、単面銅箔、銅板、双面（導熱）プリント回路板（図３）、多層（導熱）プリント回路板又は高密度相互接続プリント回路板（ＨＤＩ板）と、を含む。そのうち、該アルミ合金金属ヒートシンク層５は、純アルミ又はアルミ合金材料であり、厚さが０．４ｍｍ〜３．２ｍｍに設けられる。金属鍍金導熱層１０の材質は、銅、銅合金、ニッケル、パラジウム、金、錫、銀及び亜鉛のうちから１種を選択し、厚さは、０．０００１ｍｍ〜０．１０５ｍｍに設けられる。また、絶縁導熱接着層２０中に熱伝導粉体を含有し、金、銀、銅、鉄、炭、酸化アルミ、窒化アルミ、窒化ホウ素、ホウ化チタン、酸化ベリリウム、酸化亜鉛及び炭化シリコンのうちから少なくとも１種を選択することができ、絶縁導熱接着層２０の厚さは、０．００７５ｍｍ〜０．１７ｍｍに設けられる。
【００１０】
本考案の実際の製造時、鍍金したいアルミ合金金属ヒートシンク層５を水酸化カリウム又は水酸化ナトリウム１００〜２００ｇ/ｌ、５０〜８０℃に３０〜６０秒浸し、その表面を粗化させ、無電解鍍金、電解鍍金、阿多じゃ真空蒸着方式で、金属を粗化した単面、双面又は多面のアルミ合金金属ヒートシンク層５表面に鍍金する。このアルミ合金表面に鍍金した金属鍍金導熱層１０、例えば、銅鍍金表面を、ブラッシング、マイクロエッチング、超マイクロエッチング、カーボランダムブラスト、黒色（酸）化、黒色（酸）化還元反応、茶色（酸）化、水平マイクロエッチング茶色（酸）化、化学錫鍍金又は化学銀鍍金等の方法によって、金属銅鍍金表面を粗化し、金属鍍金導熱層粗面１５を形成し、表面積を増加した後、現有のプリント回路板（ＰＣＢ）熱プレス接合方式を用いて１５０℃以上で１時間熱圧し、絶縁導熱接着層２０の一面を金属鍍金導熱層粗面１５表面に熱プレス接合し、粘着し、同時に同期して同一の熱プレス接合方式で金属回路層２５、例えば、単面銅箔、銅板、双面（導熱）プリント回路板を、図３のように、多層（導熱）プリント回路板又は高密度相互接続プリント回路板（ＨＤＩ板）を絶縁導熱接着層２０の他面に熱プレス接合し、一体にし、電子部材３０又はパワー部材の導線３５、導体ピン又は溶接パッドが錫溶接により金属回路層２５に溶接されれば、該電子部材３０は、本考案の高導散熱アルミコート金属基材表面において運用することができる。電子部材３０が動作時に発生する高熱量は、金属回路層２５を経由し、絶縁導熱接着層２０に伝えられ、金属鍍金導熱層１０で迅速に熱エネルギーを吸着され、アルミ合金金属ヒートシンク層５へ導熱を加速し、効率的に迅速なヒートシンクを行い、電子部材３０に従来の堆積構造ヒートシンクアルミ基板より低温を達成し、良好な動作効率を持たせる。
【符号の説明】
【００１１】
５  アルミ合金金属ヒートシンク層
１０  金属鍍金導熱層
１５  金属鍍金導熱層粗面
２０  絶縁導熱接着層
２５  金属回路層
３０  電子部材
３５  導線
【図１】
0003157576.tif 000003
【図２】
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【図３】
0003157576.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成21年12月9日(2009.12.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
アルミ合金金属ヒートシンク層と、
該アルミ合金金属ヒートシンク層上の金属鍍金導熱層と、
該金属鍍金導熱層上のプレス接合前処理後の金属鍍金導熱層粗面と、
絶縁導熱接着層と、を含み、
該絶縁導熱接着層の一面が熱プレス接合を経てプレス接合前処理後の金属鍍金導熱層粗面に粘着し、
絶縁導熱接着層の他面が熱プレス接合を経て金属回路層に粘着され、
該金属回路層上に少なくとも１つの電子部材を有する
高導散熱アルミコート金属基材構造。