本實(shí)用新型屬于陶瓷表面金屬化和功能化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶有水冷通道的直接敷銅陶瓷基板。

背景技術(shù)：

直接敷銅技術(shù)是基于氧化鋁陶瓷基板發(fā)展起來(lái)的一種陶瓷表面金屬化技術(shù)，隨著大功率模塊與電力電子器件的發(fā)展與要求，直接敷銅陶瓷基板應(yīng)用日趨廣泛，依靠直接敷銅陶瓷基板將熱傳遞給金屬材料或復(fù)合材料熱沉。

現(xiàn)有技術(shù)中，將芯片焊接在直接敷銅陶瓷基板的圖形面一側(cè)，然后再將直接敷銅陶瓷基板焊接在金屬材料或者復(fù)合材料熱沉上，可以將芯片發(fā)出的熱量通過(guò)直接敷銅陶瓷基板、熱沉傳導(dǎo)至外部環(huán)境中。

目前，存在以下技術(shù)缺陷：帶有金屬材料或者復(fù)合材料熱沉的電力電子器件，熱沉比較重，占有體積較大(需要和空氣接觸面積大)，所以顯得笨重，在功率密度更高的情況下這種散熱方式甚至來(lái)不及散去芯片所產(chǎn)生的熱量，嚴(yán)重影響元器件的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種利于提高散熱效率、減小電力電子器件體積的帶有水冷通道的直接敷銅陶瓷基板。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型采用以下的技術(shù)方案：

帶有水冷通道的直接敷銅陶瓷基板，包括純銅板，所述純銅板的一側(cè)表面內(nèi)凹設(shè)置有液體冷卻通道，所述液體冷卻通道的深度小于所述純銅板的厚度；所述純銅板的另一側(cè)表面或端面上開(kāi)設(shè)有與所述液體冷卻通道分別相連通的液體進(jìn)口和液體出口；

所述純銅板位于所述液體冷卻通道側(cè)的表面形成有氧化面層；所述純銅板的氧化面層與陶瓷板一側(cè)面燒結(jié)，所述陶瓷板的另一側(cè)面燒結(jié)銅片。

作為優(yōu)選，所述液體冷卻通道的拐點(diǎn)處平滑過(guò)渡，不能有直角或尖角出現(xiàn)在通道內(nèi)。

作為優(yōu)選，所述液體冷卻通道呈蛇形或S型或螺旋形，當(dāng)然根據(jù)實(shí)際情況也可以加工成其他形式，通道的形式可以多樣化；加工方式可以采用化學(xué)蝕刻或機(jī)械加工方式。

作為優(yōu)選，所述純銅板的厚度為0.2～2mm，確保液體在銅板內(nèi)部構(gòu)成循環(huán)。

由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有至少以下有益效果：通過(guò)合理設(shè)計(jì)，使帶有液體冷卻通道的直接敷銅陶瓷基板在冷卻作用上與普通不含有水冷通道的直接敷銅陶瓷基板或其他金屬化陶瓷基板作用相當(dāng)或效率更高，利于提高電力電子器件的散熱效率，并且成本更低，能替代笨重的金屬熱沉，減少重量與體積，使得應(yīng)用這種帶有液體冷卻通道的直接敷銅陶瓷基板的電力電子器件更輕、更小、成本更低。

附圖說(shuō)明

以下附圖僅旨在于對(duì)本實(shí)用新型做示意性說(shuō)明和解釋?zhuān)⒉幌薅ū緦?shí)用新型的范圍。其中：

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例中純銅板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-純銅板；2-液體冷卻通道；3-液體進(jìn)口；4-液體出口；5-陶瓷板；6-銅片。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。在下面的詳細(xì)描述中，只通過(guò)說(shuō)明的方式描述了本實(shí)用新型的某些示范性實(shí)施例。毋庸置疑，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，在不偏離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對(duì)所描述的實(shí)施例進(jìn)行修正。因此，附圖和描述在本質(zhì)上是說(shuō)明性的，而不是用于限制權(quán)利要求的保護(hù)范圍。

如圖1和圖2所示，帶有水冷通道的直接敷銅陶瓷基板，包括純銅板1，所述純銅板1的一側(cè)表面通過(guò)化學(xué)蝕刻或機(jī)加工方式加工有液體冷卻通道2，所述液體冷卻通道2的深度小于所述純銅板1的厚度，所述純銅板的厚度為0.2～2mm，以確保液體在銅板內(nèi)部循環(huán)；所述純銅板1的另一側(cè)表面上開(kāi)設(shè)有與所述液體冷卻通道2分別相連通的液體進(jìn)口3和液體出口4，當(dāng)然液體進(jìn)口3和液體出口4也可以設(shè)置在純銅板的端面上，以保證液體和外部進(jìn)行熱交換；

所述純銅板1位于所述液體冷卻通道2側(cè)的表面通過(guò)退火微氧化形成氧化均勻的氧化面層，以提高其表面穩(wěn)定性；所述純銅板1的氧化面層與陶瓷板5一側(cè)面疊加在一起高溫環(huán)境下(1065～1083℃)燒結(jié)，所述陶瓷板的另一側(cè)面燒結(jié)具有線路圖形面的銅片6；具體加工應(yīng)用時(shí)，可以先將陶瓷板5和純銅板的氧化面層疊加在一起高溫下燒結(jié)，然后再將完整的銅片6燒結(jié)在陶瓷板5的另一面，或者先將完整的銅片6燒結(jié)在陶瓷板5的一面，然后再將含有液體冷卻通道的純銅板1燒結(jié)在陶瓷板5的另一面，再通過(guò)貼膜、曝光、顯影、化學(xué)蝕刻等方式加工出圖形，最后用激光切割方式裁掉多余的部分即可。

其中，所述液體冷卻通道的拐點(diǎn)處要確保平滑過(guò)渡，不能有直角或尖角出現(xiàn)在通道內(nèi)。

本實(shí)施例中，所述液體冷卻通道呈蛇形，當(dāng)然根據(jù)實(shí)際情況也可以加工成S型或其他形式，即通道的形式可以多樣化；加工方式可以采用化學(xué)蝕刻或機(jī)械加工方式。

本直接敷銅陶瓷基板的制備方法，步驟如下：

步驟一，將純銅板1和銅片6經(jīng)過(guò)粗化處理，在純銅板1的一側(cè)表面通過(guò)化學(xué)蝕刻或機(jī)加工方式加工出液體冷卻通道2，在這道工序里需要注意以下兩方面：

(1)設(shè)計(jì)銅板上的液體冷卻通道時(shí)，形式可以多樣但必須平滑，通道深度小于銅板厚度；

(2)在通道的兩端需要蝕刻出液體進(jìn)出口，在蝕刻時(shí)，需將液體進(jìn)出口蝕刻穿；

步驟二，將步驟一得到的純銅板1在高溫情況下(500～1000℃)退火氧化，在陶瓷板5的兩面分別燒結(jié)一片含有液體冷卻通道的純銅板1和一片完整的銅片6；

步驟三，通過(guò)貼膜、曝光、顯影的蝕刻方式將直接敷銅陶瓷基板圖形面加工出來(lái)，激光切割多余部分即可，如圖2所示。

當(dāng)焊接在圖形面上的芯片發(fā)出熱量，超過(guò)一定溫度范圍后，液體冷卻系統(tǒng)開(kāi)始工作，那么冷卻液體在通道內(nèi)部按照設(shè)計(jì)的路線流動(dòng)，采用強(qiáng)制冷卻方式加強(qiáng)散熱，將熱量從基板內(nèi)部帶到外部環(huán)境，完成熱交換后再循環(huán)，從而可以很好的實(shí)現(xiàn)電力電子器件的散熱效果。

以上所述僅為本實(shí)用新型示意性的具體實(shí)施方式，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍。任何本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。