一種散熱良好的陶瓷覆銅膜熱沉模塊的製作方法
2023-07-07 10:01:26 1
一種散熱良好的陶瓷覆銅膜熱沉模塊的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種散熱良好的陶瓷覆銅膜熱沉模塊，包括陶瓷基板、金屬膜和銅膜層，所述陶瓷基板由氮化鋁或氧化鈹陶瓷製成，其上表面附著一層金屬膜，其下表面附著一層銅膜層。本實用新型本不僅結構簡單，而且提高了金屬與陶瓷的接合牢固度，延長了使用壽命,大幅提升了散熱效能，保證了產品質量。
【專利說明】一種散熱良好的陶瓷覆銅膜熱沉模塊
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種熱沉模塊，特別是涉及一種散熱良好的陶瓷覆銅膜熱沉模塊。
【背景技術】
[0002]為了提高電子設備的效率，要求越來越多的電子元件在正常工作時必須承受大的功率。例如高亮度發光二極體(High Brightness LED)，聚光型太陽能電池等電子設備中電子元件就要承受足夠大的功率。由於大功率的電子元件在工作時通常會產生大量的熱能，若產生的熱能無法適時地排除，電子元件以及整個電子設備的溫度將不斷的升高，從而導致電子元件和整個電子設備的性能下降甚至最終燒毀。因此，大功率電子元件需要搭配熱沉模塊(heat sink)以快速散熱。為了提高電子元件向熱沉塊散熱的效率，要求熱沉本身具有良好的散熱性能。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的是提供一種不僅結構簡單，而且能提高金屬與陶瓷的接合牢固度，延長使用壽命，大幅提升散熱效能，保證產品質量的陶瓷覆銅膜熱沉模塊。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案:
[0005]一種散熱良好的陶瓷覆銅膜熱沉模塊，包括陶瓷基板、金屬膜和銅膜層，所述陶瓷基板由氮化鋁或氧化鈹陶瓷製成，其上表面附著一層金屬膜，其下表面附著一層銅膜層。
[0006]進一步，所述金屬膜與所述陶瓷基板採用濺射技術接合。
[0007]進一步,所述銅膜層厚度介於0.1-1000 μ m。
[0008]進一步，所述銅膜層與所述陶瓷基板採用離子注入技術接合。
[0009]與現有技術相比，本實用新型的有益效果為不僅結構簡單，而且提高了金屬與陶瓷的接合牢固度，延長了使用壽命，大幅提升了散熱效能，保證了產品質量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型結構示意圖。
[0011]圖2為本實用新型金屬膜有圖形化的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。
[0013]請參閱圖1和圖2，一種散熱良好的陶瓷覆銅膜熱沉模塊，包括陶瓷基板1、金屬膜2和銅膜層3，所述陶瓷基板I可由氮化鋁或氧化鈹陶瓷製成，由於常用的陶瓷材料中，氮化鋁的熱導率大於或等於170W/m.K,氧化鈹的熱導率大於或等於270W/m.K，氮化鋁陶瓷和氧化鈹陶瓷是目前所有常用陶瓷材料中導熱性能最好的兩種材料，因此，本實用新型選用氮化鋁陶瓷或氧化鈹陶瓷作為陶瓷基板1，本實施例所述陶瓷基板I優選為氧化鈹陶瓷基板I。
[0014]所述陶瓷基板I上表面附著一層金屬膜2，所述金屬膜2可由鈦、銅混合或鈦、鎢、銅混合或銅製成，是圖形化的，也可以是沒有圖形化的，本實施例所述金屬膜2優選為銅金屬膜2。
[0015]所述陶瓷基板I下表面附著一層銅膜層3，所述銅膜層3其厚度介於
0.1-1000 μ m。
[0016]由於金屬的導熱率遠遠高於陶瓷，因此金屬與陶瓷接觸的界面都存在著熱阻。熱阻越小，散熱效果越好。金屬與陶瓷之間的結合越牢固，金屬與陶瓷之間的熱阻越小。而且大功率的電子元件一般長期在高溫環境下工作，從而會引起金屬與陶瓷之間的老化，進而導致金屬與陶瓷之間的拼命牢固度下降，從而導致熱阻上升，甚至影響電子設備的壽命和可靠性。因此，本實用新型所述銅膜層3與所述陶瓷基板I下表面採用離子注入技術接合，所述金屬膜2與所述陶瓷基板I上表面採用濺射技術接合，保證了金屬與陶瓷之間的牢固的接合。
[0017]所述離子注入技術是一種高能粒子進入到固態塊體材料中的技術。將能量為IOKeV到40KeV的銅離子注入到陶瓷基板1，銅離子注入陶瓷基板I後，不但可以在陶瓷表面形成一層均勻緻密的銅膜層3，而且銅離子進入到陶瓷基板I的深度約5到10納米，極大的提高了銅膜層3與陶瓷基板I之間的接合牢固度。在離子注入形成的銅膜層3表面再進行化學鍍銅或電鍍銅或電鑄銅，本實施例優選為化學鍍銅技術，可獲得厚度可控、接合牢固的銅膜層3。
[0018]所述濺射技術是一種成熟的薄膜沉積技術。在陶瓷基板I表面通過濺射的方法沉積形成鈦、銅混合或鈦、鎢、銅混合或銅金屬膜2，然後通過化學鍍或電鍍或電鑄的方法，本實施例優選為化學鍍銅，將銅層控制在適當的厚度範圍內，可獲得接合牢固、厚度均勻可控的銅金屬膜2。
[0019]本實用新型本不僅結構簡單，而且提高了金屬與陶瓷的接合牢固度，延長了使用壽命，大幅提升了散熱效能，保證了產品質量。
[0020]以上結合最佳實施例對本實用新型進行了描述，但本實用新型並不局限於以上揭示的實施例，而應當涵蓋各種根據本實用新型的本質進行的修改、等效組合。
【權利要求】
1.一種散熱良好的陶瓷覆銅膜熱沉模塊，其特徵在於:包括陶瓷基板、金屬膜和銅膜層，所述陶瓷基板由氮化鋁或氧化鈹陶瓷製成，其上表面附著一層金屬膜，其下表面附著一層銅膜層。
2.如權利要求1所述的一種散熱良好的陶瓷覆銅膜熱沉模塊，其特徵在於所述金屬膜與所述陶瓷基板採用濺射技術接合。
3.如權利要求1所述的一種散熱良好的陶瓷覆銅膜熱沉模塊，其特徵在於:所述銅膜層厚度介於0.1-1000 μ m。
4.如權利要求1所述的一種散熱良好的陶瓷覆銅膜熱沉模塊，其特徵在於:所述銅膜層與所述陶瓷基板採用離子注入技術接合。
【文檔編號】H01L23/373GK203536414SQ201320516131
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年8月22日 優先權日:2013年8月22日
【發明者】楊俊鋒, 莊嚴, 莊彤, 李錦添 申請人:廣州天極電子科技有限公司