[发明专利]一种散热元件及其制备方法和IGBT模组

权利要求书

1.一种散热元件，该散热元件包括导热体和散热本体，其特征在于，所述导热体为陶瓷覆铝导热体；所述散热本体为铝硅碳散热本体(1)；所述铝硅碳散热本体(1)上通过渗铝一体成型地结合有一个或多个陶瓷覆铝导热体。

2.根据权利要求1所述的散热元件，其中，所述铝硅碳散热本体(1)包括碳化硅多孔骨架(10)和通过渗铝一体成型的结合在所述碳化硅多孔骨架(10)内部的铝。

3.根据权利要求1所述的散热元件，其中，所述陶瓷覆铝导热体包括陶瓷绝缘板(2)和设置于所述陶瓷绝缘板(2)的相对的两个表面上的第一铝层(3)和第二铝层(4)，并且所述陶瓷绝缘板(2)通过渗铝一体成型的所述第一铝层(3)连接在所述铝硅碳散热本体(1)上；所述陶瓷绝缘板(2)将所述第二铝层(4)与所述第一铝层(3)和所述铝硅碳散热本体(1)隔离。

4.根据权利要求3所述的散热元件，其中，所述铝硅碳散热本体(1)与所述第一铝层(3)相连接的表面为平整表面；所述陶瓷绝缘板(2)为氧化铝陶瓷板、增韧氧化铝陶瓷板、氮化铝陶瓷板或氮化硅陶瓷板。

5.根据权利要求3所述的散热元件，其中，所述第一铝层(3)和所述第二铝层(4)为纯铝层和/或铝合金层；所述第一铝层(3)的厚度为0.02～0.15mm，所述陶瓷绝缘板(2)的厚度为0.25～1mm，所述第二铝层(4)的厚度为0.2～1.0mm。

6.根据权利要求3所述的散热元件，其中，相对于同一块所述铝硅碳散热本体(1)，所述陶瓷绝缘板(2)的设置数量为一个，所述第一铝层(3)和第二铝层(4)的设置数量为一块和/或多块；

或者，相对于同一块所述铝硅碳散热本体(1)，所述陶瓷绝缘板(2)的设置数量为多个，所述第一铝层(3)和第二铝层(4)的设置数量与所述陶瓷绝缘板(2)的数量相同。

7.根据权利要求1所述的散热元件，其中，所述铝硅碳散热本体(1)上还设置有一个或多个散热柱(5)；所述散热柱(5)的一端与铝硅碳散热本体(1)固定连接，散热柱(5)的另一端为自由端。

8.根据权利要求7所述的散热元件，其中，所述散热柱(5)与所述陶瓷覆铝导热体分别设置在所述铝硅碳散热本体(1)的相对的两个表面上；所述散热柱(5)为铝柱、铝合金柱和铝覆铜柱中的至少一种。

9.根据权利要求7所述的散热元件，其中，所述散热柱(5)通过渗铝一体成型地连接在所述铝硅碳散热本体(1)上。

10.一种散热元件的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1.将碳化硅多孔骨架(10)和陶瓷绝缘板(2)装入渗铝模具(9)，并使得所述碳化硅多孔骨架(10)与所述陶瓷绝缘板(2)之间具有第一空隙(6)且所述陶瓷绝缘板(2)与所述渗铝模具(9)的壁之间具有第二空隙(7)；

S2.在压力铸渗条件下，将熔融铝液加入所述渗铝模具(9)并填充至所述第一空隙(6)和所述第二空隙(7)中并且进行抽真空和加压的操作，然后进行冷却脱模；

S3.通过蚀刻去除所述第一空隙(6)和所述第二空隙(7)中的部分铝金属，以使得所述第一空隙(6)中的剩余铝金属形成第一铝层(3)而所述第二空隙(7)中的剩余铝金属形成第二铝层(4)，且所述陶瓷绝缘板(2)将所述第二铝层(4)与所述第一铝层(3)和所述铝硅碳散热本体(1)隔离。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述压力铸渗条件包括：预热的温度为500-700℃，熔融铝液的温度为500-700℃，抽真空的压力为50-100Pa，加压的压力为4-10MPa；所述熔融铝液为纯铝或铝合金。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述碳化硅多孔骨架(10)与所述渗铝模具(9)的壁之间还具有第三空隙(8)，所述第三空隙(8)用于形成散热柱(5)。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述陶瓷绝缘板(2)为氧化铝陶瓷板、增韧氧化铝陶瓷板、氮化铝陶瓷板或氮化硅陶瓷板；所述第一铝层(3)的厚度为0.02～0.15mm，所述陶瓷绝缘板(2)的厚度为0.25～1mm，所述第二铝层(4)的厚度为0.2～1mm。