一种AlSiC复合基板的高性能绝缘层制造技术

本发明专利技术公开了一种AlSiC复合基板的高性能绝缘层，包括AlSiC复合基板、类钻碳薄膜和氮化铝薄膜，所述类钻碳薄膜沉积在AlSiC复合基板上；所述氮化铝薄膜沉积在类钻碳薄膜上。本发明专利技术的AlSiC复合基板的高性能绝缘层，具有结构简单、导热性能好、绝缘性能优异的优点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种AlSiC复合基板的高性能绝缘层，包括AlSiC复合基板、类钻碳薄膜和氮化铝薄膜，所述类钻碳薄膜沉积在AlSiC复合基板上；所述氮化铝薄膜沉积在类钻碳薄膜上。本专利技术的AlSiC复合基板的高性能绝缘层，具有结构简单、导热性能好、绝缘性能优异的优点。【专利说明】—种AISiC复合基板的高性能绝缘层
本专利技术涉及一种高性能的绝缘层，特别涉及一种AlSiC复合基板的高性能绝缘层。
技术介绍
近年来，大功率LED照明顺应了节能环保的潮流，获得高速的发展。大功率LED在封装上采用的基板一般为金属基板、陶瓷基板和复合材料基板。复合材料基板如AlSiC复合基板，具有高导热和低热膨胀系数的优点，也逐渐发展起来。但是，相比于陶瓷基板，上述材料基板的缺点是不绝缘。因为要在基板上做电路，必须保证基板与线路之间保持很好的绝缘性，否则会因短路导致器件失效。因此，对于AlSiC复合基板而言，绝缘层是封装基板的技术要点之一。 现今商用的封装基板一般以氧化铝或一些有机绝缘物作为基板的绝缘层，但是上述材料或多或少都存在一些影响LED性能的缺点。比如热导率很低，导致LED光源的散热性能低下；击穿电压偏小，远远达不到要求。为了解决上述问题，有人提出用磁控溅射的方法制备氮化铝(AlN)薄膜作为绝缘层，但是该方法制备的绝缘层面临几个问题:第一，AlN薄膜的性能难以达到要求，主要体现在绝缘性能欠佳，击穿电压值偏小；第二，为了提高AlN薄膜的绝缘性能，溅射的薄膜要足够厚，因而溅射需时很长，增加了封装的成本；第三，要磁控溅射高质量的AlN薄膜，对于基板表面的光洁度要求很高，对于硬度很大的铝碳化硅基板来说无疑是难以逾越的障碍。除此之外，也有人用类钻碳(DLC)薄膜作为绝缘层，与AlN薄膜一样，DLC薄膜具有高导热的优点，同时质量优良的DLC薄膜绝缘性能也十分优越。但是，DLC薄膜同样存在上述AlN薄膜的局限性。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本专利技术的目的在于提供一种AlSiC复合基板的高性能绝缘层，绝缘性能优越、能明显提高散热性能，且提高了氮化铝薄膜的质量。 本专利技术的目的通过以下技术方案实现: 一种AlSiC复合基板的高性能绝缘层，包括AlSiC复合基板、类钻碳(DLC)薄膜和氮化铝(AlN)薄膜，所述类钻碳薄膜沉积在AlSiC复合基板上；所述氮化铝薄膜沉积在类钻碳薄膜上。 所述类钻碳薄膜的厚度为10 μ m-40 μ m，可采用RF-PECVD或其他制备方法在LED封装基板的表面上沉积。 所述的氮化铝薄膜的厚度为5 μ m-30 μ m,可采用磁控溅射或其他制备方法在DLC薄膜上沉积。 与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果: (I)本专利技术在DLC薄膜上制备AlN薄膜，提供了 AlN薄膜的质量；由于AlSiC是硬度很大的材料，抛光困难，如果直接在AlSiC复合基板上制备AlN的话，不但质量很差，而且绝缘性能不好，但是先在AlSiC上制备一层DLC薄膜的话，可以提高表面的光滑程度，因此在DLC薄膜上制备AlN薄膜的质量会提高很多。 (2)本专利技术采用DLC和AlN两层薄膜作为AlSiC复合基板的绝缘层，具有良好的绝缘性能。DLC的电阻率为1ic1-1O13 Ω*αιι，击穿场强接近150V/μ m ;A1N的电阻率大于1013Q*cm，击穿场强为100V/μ m。由此可见，两者的绝缘性能都非常好，相比于常用的氧化铝等绝缘层，DLC薄膜和AlN薄膜相结合作为绝缘层的厚度更薄，绝缘性能更好。 (3)本专利技术通过在AlSiC复合基板上沉积DLC薄膜和AlN薄膜，不但可以发挥绝佳的绝缘作用，还可以作为导热层。DLC的热传导率高达475W/m*k，而AlN的热传导率也达320W/m*k，两者的热传导性能比很多金属都要好，DLC薄膜和AlN薄膜相结合作为绝缘层，还能提闻AlSiC复合基板的散热性能。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术的AlSiC复合基板的高性能绝缘层的截面示意图。 【具体实施方式】 下面结合实施例，对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此。 实施例1 如图1，本实施例的AlSiC复合基板的高性能绝缘层，包括AlSiC复合基板3、DLC薄膜2及AlN薄膜I。所述DLC薄膜沉积在AlSiC复合基板上；A1N薄膜沉积在DLC薄膜上。本实施例中，DLC薄膜的厚度为20 μ m, AlN薄膜的厚度为25 μ m。 本实施例的AlSiC复合基板的高性能绝缘层的制备方法如下: (I)抛光清洗AlSiC复合基板。用不同粒度(分别从大到小)的抛光液将AlSiC复合基板放在抛光机上对其抛光至镜面，然后用丙酮、酒精和去离子水依次使用超声波清洗仪清洗lOmin，并用N2吹干，以清除基板上附着的杂物。 (2)沉积DLC薄膜。在AlSiC复合基板上通过射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)的方法沉积厚度为20μπι的DLC薄膜。具体操作方法如下:沉积前，先在2.5Pa的Ar(20SCCM)中用10W射频功率轰击基片20min，进一步清洁基板表面；再用机械泵将真空室气压抽到lOPa，然后依次向真空室内通入Ar和C2H2 (两者的体积比为2:1)，使真空室气压稳定在20Pa ;最后将射频电源功率升高到150W，真空室内产生明亮辉光，Ar被电离产生Ar+，Ar+轰击C2H2分子使其发生分解和离解，在AlSiC复合基板上沉积生成类钻碳薄膜，沉积时间为2.5h-3h。 (3)溅射AlN薄膜。在沉积好DLC薄膜的复合基板表面通过磁控溅射的方法溅射一层厚度为25 μ m的AlN薄膜。所述磁控溅射采用直流磁控反应溅射，具体工艺参数如下:恒流源输出电流3A，电压290-300V，功率900W ;工作气压为0.7Pa ;氮分压为20% (Ar:100SCCM, N2:25SCCM) -25% (Ar:100SCCM, N2:33SCCM);溅射时间为 2.5h_3h。 本实施例制备的AlSiC复合基板的高性能绝缘层，AlN薄膜的质量高，绝缘性能、散热性能好: (I)本专利技术在DLC薄膜上制备AlN薄膜，提供了 AlN薄膜的质量；由于AlSiC是硬度很大的材料，抛光困难，如果直接在AlSiC复合基板上制备AlN的话，不但质量很差，而且绝缘性能不好，但是先在AlSiC上制备一层DLC薄膜的话，可以提高表面的光滑程度，因此在DLC薄膜上制备AlN薄膜的质量会提高很多。 (2)本专利技术采用DLC和AlN两层薄膜作为AlSiC复合基板的绝缘层，具有良好的绝缘性能。DLC的电阻率为1ic1-1O13 Ω*αιι，击穿场强接近150V/μ m ;A1N的电阻率大于1013Q*cm，击穿场强为100V/μ m。由此可见，两者的绝缘性能都非常好，相比于常用的氧化铝等绝缘层，DLC薄膜和AlN薄膜相结合作为绝缘层的厚度更薄，绝缘性能更好。 (3)本专利技术通过在AlSiC复合基板上沉积DLC薄膜和AlN薄膜，不但可以发挥绝佳的绝缘作用，还可以作为导热层。DLC的热传导率高达475W/m*k，而AlN的热传导率也达320W/m*k，两者的热传导性能比很多金属都本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种AlSiC复合基板的高性能绝缘层，其特征在于，包括AlSiC复合基板、类钻碳薄膜和氮化铝薄膜，所述类钻碳薄膜沉积在AlSiC复合基板上；所述氮化铝薄膜沉积在类钻碳薄膜上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李国强，凌嘉辉，杨美娟，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44