[发明专利]一种高散热层次递进金属层结构

说明书

本发明公开了一种高散热层次递进金属层结构，从下到上依次包括基板、覆铜板、第一铝铜合金层、第二铝铜合金层、铸铝层、散热铝板，所述第一铝铜合金层的铜含量高于第二铝铜合金层的铜含量，所述基板与覆铜板熔合，所述覆铜板、第一铝铜合金层、第二铝铜合金层、铸铝层的任意相邻两层之间的连接方式为熔合，所述散热铝板与铸铝层垂直焊接。本发明特别适用于基底为陶瓷的覆铜板基散热，结合了铜传热快速和铝散热快速的优点，并减弱相互之间的界面，给散热方式的升级提供新的价值。

技术领域

本发明涉及散热装置和材料领域，尤其涉及一种高散热层次递进金属层结构。

背景技术

散热应用于电子、热机、化工等工业各行业。早期的散热采用的是主动式散热，如风扇，由于体积较大而被淘汰 ；现在的主要方法是采用导热胶及导热脂将热量传导到外部的金属上，但是因为导热胶的导热率比较低（小于5 W/mK），而且金属距离发热点比较远，所以不能很好地实现散热功能。电子领域，半导体覆铜模块导热效率高，是广泛应用于电子领域的散热模块，其构成基础一般是一块陶瓷基板。然而，不管层与层之间接触再良好，总存在界面，而界面之间存在热层流层，会有温度梯度，影响传热效率；而导热硅脂是有使用寿命的，使用久了也需要更换，不然热导率会显著降低。此外，芯片与覆铜散热基板是使用热膨胀系数不同的材料制造的，在高温焊接后冷却的过程中，由于热膨胀率不同，覆铜陶瓷散热基板受力，会发生弯曲变形。

因此，一种一劳永逸的、解决散热的阻力的散热结构显得极其重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高散热层次递进金属层结构，高能持久散热，比现有的散热层更好、更快速的散热，克服现有技术中存在的问题。

为了实现以上目的，本发明的技术方案是：

一种高散热层次递进金属层结构，从下到上依次包括基板、覆铜板、第一铝铜合金层、第二铝铜合金层、铸铝层、散热铝板，所述第一铝铜合金层的铜含量高于第二铝铜合金层的铜含量，所述基板与覆铜板熔合，所述覆铜板、第一铝铜合金层、第二铝铜合金层、铸铝层的任意相邻两层之间的连接方式为熔合，所述散热铝板与铸铝层垂直焊接。

作为优选，所述覆铜板为紫铜，厚度为0.25-0.4mm。覆铜板的厚度使其节省材料同时又能得到高导热。

作为优选，所述基板与覆铜板熔合的方式为配合以胶液后，迭压、烧结。配合以胶液后，迭压、烧结熔合程度好，金属熔化后凝固界面模糊，热层流层效应下降。

进一步，烧结温度为850-980℃。烧结温度确保烧结质量消除界面。

作为优选，所述基板上表面的相对粗糙度Ra值小于0.025。基板表面粗糙度使其与覆铜板结合紧密且传热迅速、熔合良好。

作为优选，所述第一铝铜合金层、第二铝铜合金层的厚度为0.2-0.35mm，铸铝层的厚度小于第一铝铜合金层、第二铝铜合金层。两铝铜合金层的厚度确保过渡之顺利并作为主传热层。

作为优选，所述第一铝铜合金层为铝青铜、铜含量大于90%，第二铝铜合金层为铝合金、铜含量小于12%。铝青铜、含铜铝合金过渡显著，可逐步变化传热系数和界面。

本发明的有益效果在于：本发明的一种高散热层次递进金属层结构，层次鲜明、导热高效。基板、覆铜板、第一铝铜合金层、第二铝铜合金层、铸铝层、散热铝板配合紧密，相邻层之间的熔合操作使界面趋近于消失，从而削弱界面的热层流层的温度梯度，使导热更为顺畅；而各层从紫铜过渡到铝的衔接自然，熔合的工艺可靠性好，使整个导热体系的导热得以顺利进行。本发明特别适用于基底为陶瓷的覆铜板基散热，结合了铜传热快速和铝散热快速的优点，并减弱相互之间的界面，给散热方式的升级提供新的价值。

附图说明

图1是本发明实施例的层次结构示意图。

图中：1-。