[发明专利]一种散热良好的陶瓷覆铜膜热沉模块及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热沉模块及其制造方法，尤其是涉及一种散热良好的陶瓷覆铜膜热沉模块及其制造方法。 背景技术

为了提高电子设备的效率，要求越来越多的电子元件在正常工作时必须承受大的功率。例如高亮度发光二极管(High Brightness LED)，聚光型太阳能电池等电子设备中电子元件就要承受足够大的功率。由于大功率的电子元件在工作时通常会产生大量的热能，若产生的热能无法适时地排除，电子元件以及整个电子设备的温度将不断的升高，从而导致电子元件和整个电子设备的性能下降甚至最终烧毁。因此，大功率电子元件需要搭配热沉模块(heat sink)以快速散热。为了提高电子元件向热沉块散热的效率，要求热沉本身具有良好的散热性能，公开号为CN 101908490 A的发明专利，公开了一种具有散热器的电路基板模组及其制造方法。该专利公开的制造方法为陶瓷基板与铜铂的直接键合( Direct Bonding Copper，简称DBC)技术，即在低于金属铜熔点(约1083℃)并高于铜与氧化铜共晶温度(1063℃)的温度范围进行热处理，将陶瓷基板与铜铂通过烧结的方法接合在一起。

直接键合（DBC）的方法存在如下两致命的缺陷：

第一：直接键合的方法烧结温度范围窄，允许的工艺温度范围为1063℃到1083℃之间。烧结的工艺窗口只有20℃，实际生产控制非常困难。

第二：直接键合的方法铜铂一般比较厚，最小厚度不小于100μm，否则铜铂与陶瓷之间无法形成比较牢固的接合。显然，过厚的铜层无法实现精细的电路图形加工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不仅结构简单，而且能提高金属与陶瓷的接合牢固度，延长使用寿命,大幅提升散热效能，保证产品质量的散热良好的陶瓷覆铜膜热沉模块及其制造方法。 

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

    一种散热良好的陶瓷覆铜膜热沉模块，包括陶瓷基板、金属膜和铜膜层，所述陶瓷基板由氮化铝或氧化铍陶瓷制成，其上表面附着一层金属膜，其下表面附着一层铜膜层。

    进一步，所述金属膜由钛、铜混合或钛、钨、铜混合或铜制成，是图形化的。

    进一步，所述金属膜与所述陶瓷基板采用溅射技术接合。

    进一步，所述铜膜层厚度介于0.1-1000μm。

    进一步，所述铜膜层与所述陶瓷基板采用离子注入技术接合。

    一种散热良好的陶瓷覆铜膜热沉模块的制造方法，包括如下步骤：

步骤一:在陶瓷基板的下表面通过离子注入的方法，形成一层铜膜层；

步骤二:在陶瓷基板的上表面通过溅射的方法，形成钛、铜混合或钛、钨、铜混合或铜金属膜；

步骤三:将形成的金属膜通过匀胶、曝光、显影的方法进行图形化，形成图形化金属膜;

步骤四:将形成的铜膜层及金属膜通过化学镀铜、电镀铜或电铸铜技术加厚到所需要的厚度，形成加厚陶瓷覆铜基板；

步骤五:将形成的加厚陶瓷覆铜基板的金属膜进行刻蚀，得到带有电路图形的加厚陶瓷覆铜基板；

步骤六:将得到的加厚陶瓷覆铜基板按形成的图形或设计尺寸进行划切，得到多个陶瓷覆铜膜热沉模块；

步骤七:将得到的陶瓷覆铜膜热沉模块用丙酮清洗，烘干，最终得到成品的陶瓷覆铜膜热沉模块。

    进一步，一种散热良好的陶瓷覆铜膜热沉模块的制造方法，包括如下步骤：

步骤一:在陶瓷基板的下表面通过离子注入的方法，形成一层铜膜层；

步骤二:在陶瓷基板的上表面通过溅射的方法，形成钛、铜混合或钛、钨、铜混合或铜金属膜；

步骤三:将形成的铜膜层及金属膜通过化学镀铜、电镀铜或电铸铜技术加厚到所需要的厚度，形成加厚陶瓷覆铜基板；

步骤四:将得到的加厚陶瓷覆铜基板按形成的图形或设计尺寸进行划切，得到多个陶瓷覆铜膜热沉模块；

步骤五:将得到的陶瓷覆铜膜热沉模块用丙酮清洗，烘干，最终得到成品的陶瓷覆铜膜热沉模块。

与现有技术相比，本发明结合离子注入、溅射和化学镀或电镀或电铸工艺制备陶瓷覆铜膜热沉模块，不仅结构简单，而且提高了金属与陶瓷的接合牢固度，延长了使用寿命,大幅提升了散热效能，保证了产品质量。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明金属膜有图形化的结构示意图。

具体实施方式