[发明专利]一种带微通道的覆铜陶瓷基板及其制备方法

说明书

本发明公开了一种带微通道的覆铜陶瓷基板及其制备方法，涉及覆铜陶瓷基板制备领域，旨在解决覆铜陶瓷基板散热的问题，其技术方案要点是：一种带微通道的覆铜陶瓷基板，基板结构主体包括依次设置的上层铜片、陶瓷片、下层铜片，所述下层铜片具有微通道结构，所述下层铜片与陶瓷片完全接触，所述微通道结构位于下层铜片内部且微通道的底部与陶瓷片之间具有铜厚。本发明的一种带微通道的覆铜陶瓷基板及其制备方法能够制备具有散热通道的覆铜陶瓷基板，结构紧凑，散热性能好。

技术领域

本发明涉及覆铜陶瓷基板制备领域，更具体地说，它涉及一种带微通道的覆铜陶瓷基板及其制备方法。

背景技术

陶瓷覆铜基板是在陶瓷表面金属化的一种基板,按工艺可以分为DBC，AMB，DPC，DBA等，其具有较好的耐高温性能、电学特性，它的导热率较高、承载的电流密度较大，可用于半导体致冷器、电子加热器，是大功率电力半导体模块、高压大功率IGBT模块的重要组成部件。

而对大功率模块而言，散热是影响模块可靠性的重要因素之一。功率模块因其高频传导和开合而不断集中产生大量的热，影响器件的性能，大部分的功率模块的失效原因都与热量有关。通常散热路径为芯片-芯片焊接层-覆铜陶瓷基板-焊接层-基板-热界面材料-散热器。整个传导过程中存在热阻，热阻是影响功率模块散热的主要因素，要想增强散热效果，减小热阻是最主要的方法。同时与常规散热结构相比，具有微通道结构散热不仅体积小换热系数大，换热效率高，可满足更高的能效标准。

针对此类问题，本发明在覆铜陶瓷基板基础上进行改进，提出一种新的技术方案来提高散热性能。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种带微通道的覆铜陶瓷基板，其具有进行水冷循环的散热通道，并且散热性能好，结构紧凑。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种带微通道的覆铜陶瓷基板，基板结构主体包括依次设置的上层铜片、陶瓷片、下层铜片，所述下层铜片具有微通道结构，所述下层铜片与陶瓷片完全接触，所述微通道结构位于下层铜片内部且微通道的底部与陶瓷片之间具有铜厚。

本发明进一步设置为：所述上层铜片的残铜量与下层铜片的残铜量保持一致。

本发明进一步设置为：所述下层铜片还连接有单块铜片，所述单块铜片与下层铜片键合形成微通道结构。

本发明进一步设置为：所述微通道结构为矩形或蜂窝形或菱形。

本发明进一步设置为：所述陶瓷片厚度为0.2mm-1mm，所述上层铜片与下层铜片的厚度在0.1mm-0.8mm。

本发明同时提供一种用于制备带微通道的覆铜陶瓷基板的方法，至少包括以下步骤：

S1、制备覆铜陶瓷基板正面；

上层铜片在图形转移过程中，正面菲林按产品需求定制；

S2、制备覆铜陶瓷基板背面；

背面菲林增加微通道结构，其蚀刻为半蚀刻工艺，在下层铜片表面形成微通道结构且未贯穿下层铜片；

S3、制备单块铜片；

取与下层铜片相同大小的单块铜片，半蚀刻出与下层铜片表面镜像的微通道；

S4、烧结；

将单块铜片通过氧化烧结的方式键合到下层铜片表面完成一体化。

本发明进一步设置为：在S4步骤中，所述氧化烧结的工艺参数为：在氮氧气氛中，200-1050℃下保温10-50min完成氧化；在保护气体条件下，900-1300℃下保温1-24h完成烧结。

本发明进一步设置为：所述下层铜片在烧结之前保持上层铜片的残铜量一致。