[发明专利]高导热性相变温控复合封装基板的制备方法

权利要求书

1.一种高导热性相变温控复合封装基板的制备方法，具有如下技术特征：在至少三层AlN生瓷片的中间AlN生瓷片上制出相变温控腔(4)，再经过叠层、等静压、共烧工序，形成内嵌相变温控腔夹层的氮化铝AlN基板(7)；并在LTCC生瓷片基板(15)上制出以矩阵分布的电子元件安装腔体(11)，然后将AlN基板和LTCC生瓷片基板层压在一起，再进行共烧，形成可以埋入电子有源器件或热敏感有源器件的LTCC-AlN复合基板(12)，然后将低熔点合金固态相变材料(16)加热熔化至液态并灌注到复合基板的相变温控腔内，最后通过密封盖板(14)进行密封,完成高导热性相变温控复合基板的制备。

2.如权利要求1所述的高导热性相变温控复合封装基板的制备方法，其特征在于：相变温控腔(4)为至少两条平行排列在中间层AlN生瓷片(2)上的腔体，上层AlN生瓷片(1)、下层AlN生瓷片(3)和中间层AlN生瓷片(2)层压、共烧形成内嵌相变温控腔(4)的AlN基板(7)。

3.如权利要求1所述的高导热性相变温控复合封装基板的制备方法，其特征在于：电子元件安装腔体(11)由上层LTCC生瓷片(8)、中间层LTCC生瓷片(9)和下层LTCC生瓷片(10)层叠层压LTCC生瓷片上制出。

4.如权利要求1所述的高导热性相变温控复合封装基板的制备方法，其特征在于：采用冲孔机或激光加工设备，分别在中间层AlN生瓷片(2)、下层AlN生瓷片(3)上制作相变温控腔(4)、灌注孔(5)、电路通孔以及定位通孔；采用丝网印刷机在上层AlN生瓷片(1)、中间层AlN生瓷片(2)、下层AlN生瓷片(3)表面印制电路的导线，同时填充上、中、下三层生瓷片上的电路通孔；在中间层AlN生瓷片(2)上的相变温控腔(4)内，填充，填充高度与相变温控腔(4)的腔体高度比为80～95％的牺牲材料(6)，以防止相变温控腔(4)在层压时发生变形甚至是塌陷。

5.如权利要求1所述的高导热性相变温控复合封装基板的制备方法，其特征在于：采用温水等静压对上层AlN生瓷片(1)、中间层AlN生瓷片(2)和下层AlN生瓷片(3)进行层压，层压的压力为至少15MPa、层压温度至少为70℃，持续至少15min。

6.如权利要求1所述的高导热性相变温控复合封装基板的制备方法，其特征在于：将层压在一起的AlN生瓷片置于氮气气氛下从室温缓慢升温至500℃后，维持峰值温度1～2h，完成AlN生瓷片排胶，同时确保相变温控腔(4)内填充的牺牲材料(6)通过灌注孔(5)完全挥发；再逐步升温至1750℃～1850℃，维持峰值温度4h左右后逐步降至室温，形成内嵌相变材料安装腔体的AlN基板(7)。

7.如权利要求1所述的高导热性相变温控复合封装基板的制备方法，其特征在于：将层压在一起的LTCC生瓷片基板(15)与AlN基板(7)放入烧结炉中进行共烧，首先缓慢升温至450～500℃后，维持峰值温度1～2h，完成LTCC生瓷片排胶；再缓慢升温至850～900℃后，维持峰值温度2～3h后逐步降至室温，完成LTCC生瓷片基板(15)和AlN基板(7)的烧结，形成LTCC-AlN复合基板(12)。

8.如权利要求1所述的高导热性相变温控复合封装基板的制备方法，其特征在于：LTCC-AlN复合基板(12)烧结完成后，将LTCC-AlN复合基板(12)和低熔点合金固态相变材料(16)放入100℃～110℃烘箱中，加热直至低熔点合金全部熔化为液态，再通过焊接在复合基板灌注孔(5)上的灌注接头(13)注入相变温控腔(4)，最后将密封盖板(14)焊接在灌注接头(13)的台阶孔上，完成低熔点合金固态相变材料的密封。

9.如权利要求1所述的高导热性相变温控复合封装基板的制备方法，其特征在于：AlN基板(7)通过内嵌相变温控腔(4)填充的低熔点合金固态相变材料(16)，从低熵聚集态转变到高熵聚集态物质时吸收大量热量，将电子有源器件的温度控制在要求范围内。