[实用新型]一种带有水冷通道的直接敷铜陶瓷基板

说明书

技术领域

本实用新型属于陶瓷表面金属化和功能化技术领域，具体涉及一种带有水冷通道的直接敷铜陶瓷基板。

背景技术

直接敷铜技术是基于氧化铝陶瓷基板发展起来的一种陶瓷表面金属化技术，随着大功率模块与电力电子器件的发展与要求，直接敷铜陶瓷基板应用日趋广泛，依靠直接敷铜陶瓷基板将热传递给金属材料或复合材料热沉。

现有技术中，将芯片焊接在直接敷铜陶瓷基板的图形面一侧，然后再将直接敷铜陶瓷基板焊接在金属材料或者复合材料热沉上，可以将芯片发出的热量通过直接敷铜陶瓷基板、热沉传导至外部环境中。

目前，存在以下技术缺陷：带有金属材料或者复合材料热沉的电力电子器件，热沉比较重，占有体积较大(需要和空气接触面积大)，所以显得笨重，在功率密度更高的情况下这种散热方式甚至来不及散去芯片所产生的热量，严重影响元器件的使用寿命。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种利于提高散热效率、减小电力电子器件体积的带有水冷通道的直接敷铜陶瓷基板。

为实现上述技术目的，本实用新型采用以下的技术方案：

带有水冷通道的直接敷铜陶瓷基板，包括纯铜板，所述纯铜板的一侧表面内凹设置有液体冷却通道，所述液体冷却通道的深度小于所述纯铜板的厚度；所述纯铜板的另一侧表面或端面上开设有与所述液体冷却通道分别相连通的液体进口和液体出口；

所述纯铜板位于所述液体冷却通道侧的表面形成有氧化面层；所述纯铜板的氧化面层与陶瓷板一侧面烧结，所述陶瓷板的另一侧面烧结铜片。

作为优选，所述液体冷却通道的拐点处平滑过渡，不能有直角或尖角出现在通道内。

作为优选，所述液体冷却通道呈蛇形或S型或螺旋形，当然根据实际情况也可以加工成其他形式，通道的形式可以多样化；加工方式可以采用化学蚀刻或机械加工方式。

作为优选，所述纯铜板的厚度为0.2～2mm，确保液体在铜板内部构成循环。

由于采用上述技术方案，本实用新型具有至少以下有益效果：通过合理设计，使带有液体冷却通道的直接敷铜陶瓷基板在冷却作用上与普通不含有水冷通道的直接敷铜陶瓷基板或其他金属化陶瓷基板作用相当或效率更高，利于提高电力电子器件的散热效率，并且成本更低，能替代笨重的金属热沉，减少重量与体积，使得应用这种带有液体冷却通道的直接敷铜陶瓷基板的电力电子器件更轻、更小、成本更低。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型实施例的截面结构示意图；

图2是本实用新型实施例中纯铜板的结构示意图。

图中：1-纯铜板；2-液体冷却通道；3-液体进口；4-液体出口；5-陶瓷板；6-铜片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

如图1和图2所示，带有水冷通道的直接敷铜陶瓷基板，包括纯铜板1，所述纯铜板1的一侧表面通过化学蚀刻或机加工方式加工有液体冷却通道2，所述液体冷却通道2的深度小于所述纯铜板1的厚度，所述纯铜板的厚度为0.2～2mm，以确保液体在铜板内部循环；所述纯铜板1的另一侧表面上开设有与所述液体冷却通道2分别相连通的液体进口3和液体出口4，当然液体进口3和液体出口4也可以设置在纯铜板的端面上，以保证液体和外部进行热交换；

所述纯铜板1位于所述液体冷却通道2侧的表面通过退火微氧化形成氧化均匀的氧化面层，以提高其表面稳定性；所述纯铜板1的氧化面层与陶瓷板5一侧面叠加在一起高温环境下(1065～1083℃)烧结，所述陶瓷板的另一侧面烧结具有线路图形面的铜片6；具体加工应用时，可以先将陶瓷板5和纯铜板的氧化面层叠加在一起高温下烧结，然后再将完整的铜片6烧结在陶瓷板5的另一面，或者先将完整的铜片6烧结在陶瓷板5的一面，然后再将含有液体冷却通道的纯铜板1烧结在陶瓷板5的另一面，再通过贴膜、曝光、显影、化学蚀刻等方式加工出图形，最后用激光切割方式裁掉多余的部分即可。

其中，所述液体冷却通道的拐点处要确保平滑过渡，不能有直角或尖角出现在通道内。