[发明专利]一种微通道散热器和焊接方法

说明书

本申请公开了一种微通道散热器和焊接方法，解决了现有技术的焊接工艺苛刻，可靠性低且焊接过程中氧化铜‑铜低共溶液相自由流动导致微通道的阻塞的问题。所述方法包括以下步骤：沿微通道上、下壁设置一层与微通道形状尺寸相匹配的陶瓷阻焊层。对设有微通道和阻焊层的铜零件进行氧化，使所述铜零件上、下表面形成一层均匀的氧化铜层。组装所述微通道散热器后放入烧结炉中焊接。具有扩大微通道的焊接温度区间，提高焊接可靠性，增加微通道流量一致性的优点。所述微通道散热器包括由上至下叠放的上盖片、上散热片、隔离片、下散热片和下盖片，上散热片和下散热片设有微通道。还具有防止微通道漏水，增加微通道的耐腐蚀性能的优点。

技术领域

本申请涉及光电子技术领域，尤其涉及一种微通道散热器和焊接方法。

背景技术

半导体激光器具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、易于调制及价格低廉等优点，在工业、医疗和军事领域得到了广泛的应用，如材料加工、光纤通讯、激光测距、目标指示、激光制导、激光雷达、空间光通信等。近几年随着半导体激光器输出功率的大幅度提高，应用范围越来越广，对激光器的可靠性要求也越来越高。而影响激光器可靠性的主要因素是热量，随着激光器输出功率的增加、热效应对激光器的影响也随之增大，如何将期间工作时产生的热量及时有效的排出去已成为激光器芯片和封装工艺的首要问题，其中芯片与热沉、冷却器及电极各界面之间连接的热电阻和接触电阻对器件的有效散热起着重要作用。近几年来为解决半导体激光器的散热问题，大家主要研究了半导体激光器的封装技术，通过制作AuSn焊料、无氧铜热沉、陶瓷热沉等技术增加激光器的散热速度。微通道散热作为一种新型的冷却方式，因其表面积与体积比大，结构紧凑且散热能力强，是高热流密度器件散热问题的一种有效解决方法。目前，微通道热沉常采用的是一种具有五层不同内部镂空结构的高导热矩形薄片材料组合在一起，形成的微通道热沉结构。无氧铜微通道散热器的焊接一直是无氧铜微通道制作的一个难题，国内均采用焊料焊接的方式进行，而国外均是采用无焊料焊接的DBC方式，它是靠无氧铜表面形成的微量氧化铜在高温时与无氧铜形成微量的液相，在低于无氧铜熔点的温度下将片状的无氧铜直接焊接到一起的，这种焊接工艺方式对于工艺参数的控制要求极高，尤其是对于特别微细的微通道而言，工艺条件相当苛刻，很容易造成流量一致性差，焊接不良等问题。

发明内容

本申请提出一种微通道散热器和焊接方法，解决了现有技术的焊接工艺苛刻，可靠性低且焊接过程中氧化铜-铜低共溶液相自由流动导致微通道的阻塞的问题。

一方面，本申请实施例提供一种微通道散热器焊接方法，所述微通道散热器由铜零件组成，包括以下步骤：

沿微通道上、下壁设置一层与微通道形状尺寸匹配的陶瓷阻焊层；

对设有微通道的铜零件进行氧化，使上、下表面形成一层均匀的氧化铜层；

组装所述微通道散热器；

将组装后的微通道散热器放入烧结炉中焊接。

优选地，在所述微通道壁设置陶瓷阻焊层的方式包括丝网印刷、气相沉积。

优选地，所述氧化铜层的形成方式为对所述无氧铜零件进行热氧化。

优选地，所述陶瓷阻焊层的厚度为1～20微米。

优选地，所述氧化铜层的厚度为1～5微米。

优选地，所述陶瓷阻焊层的材质为氧化铝、氧化锆、氮化硅、碳化硅中的一种。

优选地，在所述焊接过程中，所述烧结炉的温度为1065～1082℃，氧气量为10～300ppm。

另一方面，本申请实施例还提供一种微通道散热器，所述微通道散热器通过本申请任一实施例提供的微通道散热器焊接方法焊接制作。所述微通道散热器包括由上至下叠放的上盖片、上散热片、隔离片、下散热片和下盖片，所述上散热片和下散热片设有微通道。